RU2322318C2 - Method for making and exploiting drifts of pilger mills for producing hot rolled tubes of large and mean diameters - Google Patents
Method for making and exploiting drifts of pilger mills for producing hot rolled tubes of large and mean diameters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2322318C2 RU2322318C2 RU2006100742/02A RU2006100742A RU2322318C2 RU 2322318 C2 RU2322318 C2 RU 2322318C2 RU 2006100742/02 A RU2006100742/02 A RU 2006100742/02A RU 2006100742 A RU2006100742 A RU 2006100742A RU 2322318 C2 RU2322318 C2 RU 2322318C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mandrel
- heat
- mandrels
- resistant layer
- rolling
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу изготовления и эксплуатации технологического инструмента, и может быть использовано при изготовлении и эксплуатации дорнов пилигримовых станов для прокатки горячекатаных труб большого и среднего диаметров (273-550 мм).The invention relates to pipe rolling production, and in particular to a method of manufacturing and operating a technological tool, and can be used in the manufacture and operation of mandrels of pilgrim mills for rolling hot rolled pipes of large and medium diameters (273-550 mm).
Известен способ изготовления и эксплуатации дорнов пилигримовых станов для прокатки горячекатаных труб большого и среднего диаметров, включающий отливку слитков из стали марки СД1 (50ХН) с химическим составом по ГОСТ 4543-71, ковку их в цилиндрические заготовки (поковки) с уковом 2,25-2,5, черновую механическую обработку с припуском по диаметру 10-15 мм с учетом поводки поковок при термической обработке, термическую обработку дорновых заготовок, механическую обработку дорнов на чистовой размер с последующим упрочнением поверхности обкаткой роликом или шлифовкой и эксплуатацию их до образования сетки разгарных трещин, "волны" или продольных трещин (Ф.А.Данилов и др. Горячая прокатка труб. Металлургия. Москва. 1962, с.355-356. Отчет по теме 22-V-13-541-73: "Разработка технологии изготовления дорнов повышенной износостойкости и внедрение их в производство на ЧТПЗ", Днепропетровск, 1975. ТП 158-148-98 "Технологический процесс механической обработки направляющих и рабочих валков прошивного стана, дорнов и пилигримовых валков в цехе №1 ОАО "ЧТПЗ").A known method of manufacture and operation of the mandrels of pilgrim mills for rolling hot-rolled pipes of large and medium diameters, including casting ingots from steel grade SD1 (50XH) with a chemical composition according to GOST 4543-71, forging them into cylindrical billets (forgings) with a yoke of 2.25- 2.5, rough machining with an allowance of 10-15 mm in diameter, taking into account the forging forgings during heat treatment, heat treatment of mandrel blanks, machining of mandrels to the final size, followed by surface hardening by rolling roller ohm or grinding and their operation until the formation of a grid of hot cracks, “waves” or longitudinal cracks (F.A. Danilov et al. Hot rolling of pipes. Metallurgy. Moscow. 1962, p. 355-356. Report on the topic 22-V- 13-541-73: "Development of manufacturing technology of mandrels of increased wear resistance and their introduction into production at ChTPZ", Dnepropetrovsk, 1975. TP 158-148-98 "Technological process for machining guides and work rolls of a piercing mill, mandrels and pilgrim rolls in a workshop No. 1 of ChTPZ OJSC).
Недостатком данного способа является то, что дорны выходят из строя по "волне" (гофрам), поверхностным разгарным кольцевым и грубым продольным трещинам, а также неравномерному истиранию их по длине (потеря геометрических размеров). Как правило, при прокатке труб диаметром 325 и 426 мм на дорнах из стали марки СД1 основным видом дефектов является "волна" (гофр). "Волна" на поверхности дорнов возникает на расстоянии 1500-2000 мм от дорнового замка. "Волна" - это пластическая деформация поверхностных слоев металла дорнов, которая обусловлена разогревом их поверхности до температуры выше 650°С и вызвана продолжительным контактом гильз-труб и дорнов или прокаткой двух и более гильз на одном дорне без охлаждения. При прокатке труб размером 426×9×32000-35000 мм время контакта дорна с гильзой-трубой составляет от 5,0 до 6,0 минут. За это время дорн на участке 1500-3500 мм от замковой части нагревается до 650°С. Наибольшую температуру дорн имеет на участке от 2000 до 3000 мм от дорнового замка, т.е. на центральной части. Стойкость дорнов по "волне" находится в прямой зависимости от соблюдения инструкции по их эксплуатации.The disadvantage of this method is that the mandrels fail according to the "wave" (corrugation), surface swing ring and coarse longitudinal cracks, as well as uneven abrasion along their length (loss of geometric dimensions). As a rule, when rolling pipes with a diameter of 325 and 426 mm on mandrels made of steel of grade SD1, the main type of defects is the “wave” (corrugation). "Wave" on the surface of the mandrels occurs at a distance of 1500-2000 mm from the mandrel lock. "Wave" is a plastic deformation of the surface layers of metal mandrels, which is caused by heating their surface to a temperature above 650 ° C and caused by prolonged contact of the sleeve tubes and mandrels or rolling of two or more sleeves on one mandrel without cooling. When rolling pipes with a size of 426 × 9 × 32000-35000 mm, the contact time of the mandrel with the sleeve tube is from 5.0 to 6.0 minutes. During this time, the mandrel in the area of 1500-3500 mm from the castle part is heated to 650 ° C. The mandrel has the highest temperature in the area from 2000 to 3000 mm from the mandrel castle, i.e. on the central part. The resistance of the mandrels on the "wave" is directly dependent on compliance with the instructions for their use.
Кольцевые трещины связаны с некачественной механической обработкой, наличием концентраторов напряжения (подрезов и канавок от резцов). Грубые продольные трещины глубиной от 1/3 до 3/4 радиуса дорнов являются следствием низких значений пластических свойств и ударной вязкости стали при циклически изменяющихся температурах.Ring cracks are associated with poor-quality machining, the presence of stress concentrators (undercuts and grooves from incisors). Rough longitudinal cracks with depths from 1/3 to 3/4 of the radius of the mandrels are a consequence of the low values of the plastic properties and impact toughness of steel at cyclically changing temperatures.
Известен также способ изготовления и эксплуатации дорнов пилигримовых станов из стали марки СД2 (25Х2М1Ф), имеющей следующее содержание элементов: углерод - 0,24-0,32%, марганец - 0,3-0,6%, кремний - 0,15-0,40%, хром - 1,6-1,9%, молибден - 0,6-0,9%, ванадий - 0,15-0,25% и никель - до 0,5%. Дорны из этой стали - более износостойкие. Стойкость их в 1,2-1,3 раза выше, чем из стали СД1 (Отчет по теме: 23-V-13-81 /19-72/ П2 - а ПП "Изыскание сталей повышенной термостойкости и разработка составной конструкции пильгердорнов". Уральский НИИ трубной промышленности. Уфимский авиационный институт, Челябинский трубопрокатный завод, Челябинск, 1972 г.).There is also known a method of manufacturing and operating mandrels of pilgrim mills of steel grade SD2 (25X2M1F), having the following content of elements: carbon - 0.24-0.32%, manganese - 0.3-0.6%, silicon - 0.15- 0.40%, chromium - 1.6-1.9%, molybdenum - 0.6-0.9%, vanadium - 0.15-0.25% and nickel - up to 0.5%. Dorns made of this steel are more wear-resistant. Their resistance is 1.2-1.3 times higher than that of steel СД1 (Report on the topic: 23-V-13-81 / 19-72 / П2 - and ПП "Search for steels with increased heat resistance and development of the composite structure of pilgherthorn". Ural Research Institute of the Pipe Industry, Ufa Aviation Institute, Chelyabinsk Tube-Rolling Plant, Chelyabinsk, 1972).
Однако известный способ также имеет недостатки. Дорны с содержанием углерода 0,24-0,32% выходят из строя в основном из-за появления на их поверхности разгарных трещин, а также неравномерного истирания по длине (потеря геометрических размеров). Разгарные трещины возникают вследствие тепловых и структурных напряжений в поверхностном слое дорнов, которые нагреваются при контакте с горячими гильзами-трубами до температуры Ac1-Ас3 (650°С и выше). Образование сетки разгарных трещин есть результат необратимых структурных изменений (сдвиговых деформаций внутри зерна, дробление зерен, образование пустот, деформации по границам зерен и образование субмикроскопических разрывов и повреждений поверхностного слоя). Термоусталостное повреждение поверхности является причиной возникновения первых очагов разрушения, инициирующих дальнейшее развитие трещин. С увеличением числа циклов нагрева и охлаждения возрастает количество и размер трещин, трещины соединяются и переплетаются между собой, образуя так называемую "сетку". Образование сетки разгарных трещин на поверхности дорнов ускоряет истирание и вырывание частиц металла. В трещинах происходят интенсивное окисление металла и процессы их расклинивания. Решающее влияние на срок эксплуатации дорнов оказывает интенсивность развития сетки разгарных трещин в более крупные, которые являются браковочным признаком дорнов.However, the known method also has disadvantages. Dorn with a carbon content of 0.24-0.32% fail mainly due to the appearance of hot cracks on their surface, as well as uneven abrasion along the length (loss of geometric dimensions). Hot cracks occur due to thermal and structural stresses in the surface layer of the mandrels, which are heated by contact with hot sleeves-pipes to a temperature Ac1-Ac3 (650 ° C and above). The formation of a network of high-level cracks is the result of irreversible structural changes (shear deformations inside the grain, grain crushing, void formation, deformation along grain boundaries and the formation of submicroscopic discontinuities and damage to the surface layer). Thermal fatigue damage to the surface is the cause of the first foci of destruction, initiating the further development of cracks. With an increase in the number of heating and cooling cycles, the number and size of cracks increases, the cracks connect and intertwine, forming a so-called “grid”. The formation of a grid of hot cracks on the surface of the mandrels accelerates the abrasion and tearing of metal particles. Intensive oxidation of the metal and the processes of their wedging occur in cracks. The decisive influence on the life of the mandrels is exerted by the intensity of the development of the grid of widening cracks into larger ones, which are a rejection sign of mandrels.
Известен также способ изготовления дорнов (оправок) пилигримовых станов для прокатки горячекатаных труб большого и среднего диаметров, включающий получение конического электрошлакового слитка из стали СД2-Ш и последующую его радиальную ковку в цилиндрическую заготовку, имеющую замковую и рабочую части, а 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 и отжиг заготовок (патент РФ №2055660 от 10.03.96 г., бюл. №7, с.34 и А.В.Сафьянов, Л.М.Клейнер, Л.Д.Пиликина.и др. "Новая технология производства полых дорнов пилигримовых станов", Сталь, №9, с.55-56, 1997 г.).There is also known a method of manufacturing mandrels (mandrels) of pilgrim mills for rolling hot-rolled pipes of large and medium diameters, including obtaining a conical electroslag ingot from steel SD2-Sh and its subsequent radial forging into a cylindrical billet having a locking and working part, and forging its working part is carried out with a linear increase in forging in the direction of the castle part with a ratio of the maximum forging to a minimum of 1.26-1.56 and annealing of the blanks (RF patent No. 2055660 of 03/10/96, bull. No. 7, p. 34 and A.V. .Safyanov, L.M.K eyner, L.D.Pilikina.i others. "New production technology of hollow mandrels pilger mills' steel, №9, s.55-56, 1997).
Однако известный способ имеет тоже недостатки. Стойкость дорнов возросла в 1,2-1,4 раза по сравнению с существующей, но они также выходят из строя по продольным трещинам и сетке разгарных трещин, а стоимость их в себестоимости труб составляет от 2,5 до 3,0%.However, the known method also has disadvantages. The resistance of the mandrels increased by 1.2-1.4 times in comparison with the existing one, but they also fail due to longitudinal cracks and a grid of high cracks, and their cost in the cost of pipes is from 2.5 to 3.0%.
Наиболее близким техническим решением является способ изготовления и эксплуатации дорнов пилигримовых станов для прокатки труб большого и среднего диаметров, включающий отливку слитков из углеродистой стали, нанесение на поверхность слитка путем наплавки теплостойкого износостойкого слоя и получение из слитка заготовки дорна путем пилигримовой прокатки, а в процессе эксплуатации после появления сетки разгарных трещин многократную переточку дорна до удаления теплостойкого износостойкого слоя, нанесение нового теплостойкого износостойкого слоя путем наплавки, механическую обработку на чистовой размер и упрочнение обкаткой роликом, а толщину теплостойкого износостойкого слоя определяют из выражения Δ=Аμ(1+D/S*K), где А - минимальная толщина наплавленного слоя после чистовой механической обработки дорна, равная 10 мм; μ - коэффициент вытяжки при прокатке слитков в полые дорновые заготовки; D - максимальный диаметр труб, прокатываемых на данном дорне, мм; S - минимальная толщина стенки труб, прокатываемых на данном дорне, мм; К - коэффициент, равный 0,02 (патент РФ №2256708 от 20.07.2005 г., бюл. №20).The closest technical solution is a method for the manufacture and operation of mandrels of pilgrim mills for rolling pipes of large and medium diameters, including casting ingots of carbon steel, applying to the surface of the ingot by surfacing a heat-resistant wear-resistant layer and obtaining from the ingot a blank of the mandrel by means of pilgrim rolling, and during operation after the appearance of a grid of hot cracks, multiple regrinding of the mandrel to the removal of a heat-resistant wear-resistant layer, application of a new heat-resistant wear of the resistant layer by surfacing, machining to the final size and hardening by rolling by the roller, and the thickness of the heat-resistant wear-resistant layer is determined from the expression Δ = Аμ (1 + D / S * K), where A is the minimum thickness of the deposited layer after finishing the mandrel, equal to 10 mm; μ is the drawing coefficient when rolling ingots into hollow mandrel blanks; D is the maximum diameter of the pipes rolled on this mandrel, mm; S is the minimum wall thickness of the pipes rolled on this mandrel, mm; K is a coefficient equal to 0.02 (RF patent No. 2256708 of July 20, 2005, bull. No. 20).
Однако известный способ имеет также недостатки. Стойкость дорнов по сравнению с существующей возросла в среднем ≈ в 4 раза. Для изготовления дорновых заготовок из стали 20 с многократным нанесением теплостойкого износостойкого слоя путем наплавки с последующей механической обработкой и обкаткой роликом используется дорогая наплавочная проволока (типа СВ30Х25Н16Г7). Длина дорна состоит из длины замковой части (дорновой головки) и рабочей части, две третьих которой непосредственно является рабочей, на которой происходит основная деформация гильзы в трубу и которая при деформации и контакте с горячими гильзами-трубами нагревается до температуры 650°С и выше. Одна треть дорна (направляющая - холостая часть) необходима для затравки гильзы в начале прокатки, которая не испытывает длительных нагрузок и имеет температуру не выше 300°С. На данном участке дорна "волна" (гофры) и разгарные трещины не образуются, а поэтому данный участок дорна можно изготавливать и эксплуатировать без нанесения теплостойкого износостойкого слоя, т.е. экономить дорогостоящую наплавочную проволоку.However, the known method also has disadvantages. The resistance of the mandrels compared to the existing one increased on average ≈ 4 times. An expensive surfacing wire (type SV30X25N16G7) is used for the manufacture of mandrel steel billets from steel 20 with multiple deposition of a heat-resistant wear-resistant layer by surfacing, followed by machining and rolling by a roller. The length of the mandrel consists of the length of the locking part (mandrel head) and the working part, two thirds of which is directly working, on which the core is deformed into the pipe and which, when deformed and in contact with the hot pipe sleeves, is heated to a temperature of 650 ° C and above. One third of the mandrel (guide - idle part) is necessary for seed liner at the beginning of rolling, which does not experience prolonged loads and has a temperature of no higher than 300 ° C. In this section, the “wave” mandrel (corrugations) and hot cracks do not form, and therefore this section of the mandrel can be manufactured and operated without applying a heat-resistant wear-resistant layer, i.e. save expensive surfacing wire.
Задачей предложенного способа является сохранение стойкости дорнов для прокатки горячекатаных труб большого и среднего диаметров с одновременной экономией дорогостоящей наплавочной проволоки СВ30Х25Н16Г7, снижение их стоимости за счет экономии наплавочной проволоки, а следовательно, снижение доли стоимости технологического инструмента в себестоимости труб.The objective of the proposed method is to maintain the durability of the mandrels for rolling hot-rolled pipes of large and medium diameters with the simultaneous saving of expensive surfacing wire CB30X25N16G7, reducing their cost due to the savings of surfacing wire, and therefore, reducing the share of the cost of technological tools in the cost of pipes.
Технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления и эксплуатации дорнов пилигримовых станов для производства горячекатаных труб большого и среднего диаметров, включающем отливку слитков из углеродистых марок стали, нанесение на поверхность слитков путем наплавки теплостойкого износостойкого слоя, получение из слитков дорновых заготовок путем пилигримовой прокатки, термическую обработку дорновых заготовок, их механическую обработку на чистовой размер с последующим упрочнением обкаткой роликом, многократно осуществляемые в процессе эксплуатации дорнов после появления сетки разгарных трещин переточку дорнов до удаления теплостойкого износостойкого слоя, нанесение нового теплостойкого износостойкого слоя путем наплавки, термическую обработку и механическую обработку на чистовой размер с последующим упрочнением обкаткой роликом, при этом при изготовлении дорнов теплостойкий износостойкий слой наносят с донного конца слитка на две третьих его высоты, а после переточек дорнов - на две третьих их длины от дорновой головки с последующим плавным переходом на длине 100-150 мм, а толщину теплостойкого износостойкого слоя на слитках Δ и на дорновых заготовках Δ1 определяют из выражений Δ=Аμ(1+D/S К), Δ1=А(1+D/S К), где А - минимальная толщина наплавленного слоя после чистовой механической обработки дорна, равная 10 мм; D - максимальный диаметр труб, прокатываемых на данном дорне, мм; S - минимальная толщина стенки труб, прокатываемых на данном дорне, мм; μ - коэффициент вытяжки при прокатке слитков в полые дорновые заготовки; К - коэффициент, равный 0,02-0,025, причем большие значения коэффициента соответствуют дорнам для прокатки труб с большим отношением D/S.The technical result is achieved by the fact that in the known method for the manufacture and operation of mandrels of pilgrim mills for the production of hot-rolled pipes of large and medium diameters, including casting ingots from carbon steel grades, applying to the surface of ingots by surfacing a heat-resistant wear-resistant layer, obtaining from the ingots of mandrel billets by pilgrim rolling , heat treatment of mandrel blanks, their machining to the final size, followed by hardening by rolling with a roller, multiple o carried out during operation of the mandrels after the appearance of a network of hot cracks, regrind the mandrels to remove the heat-resistant wear-resistant layer, applying a new heat-resistant wear-resistant layer by welding, heat treatment and machining to the final size, followed by hardening by rolling with a roller, while in the manufacture of the mandrels a heat-resistant wear-resistant layer is applied from the bottom end of the ingot to two-thirds of its height, and after regrinding of the mandrels - to two-thirds of their length from the mandrel head, followed by pl by the transition over a length of 100-150 mm, and the thickness of the heat-resistant wear-resistant layer on ingots Δ and on mandrel blanks Δ 1 is determined from the expressions Δ = Aμ (1 + D / S K), Δ 1 = A (1 + D / S K) where A is the minimum thickness of the deposited layer after machining of the mandrel, equal to 10 mm; D is the maximum diameter of the pipes rolled on this mandrel, mm; S is the minimum wall thickness of the pipes rolled on this mandrel, mm; μ is the drawing coefficient when rolling ingots into hollow mandrel blanks; K is a coefficient equal to 0.02-0.025, and large values of the coefficient correspond to mandrels for rolling pipes with a large D / S ratio.
Дорны в процессе работы подвергаются многократному циклическому нагреву и охлаждению. Кроме теплового воздействия, дорны подвергаются давлению со стороны валков пилигримового стана и продольному растяжению, вызванному силами трения деформируемого металла во время прокатки и извлечения дорнов из труб подающим аппаратом. Из-за непостоянства очага деформации за один оборот валков давление на дорны и действие сил трения постоянно меняются. Сложность условий работы дорнов заключается в длительном нахождении их в контакте с нагретым пластически деформируемым металлом, отсутствии охлаждения в процессе деформации, больших температурных перепадах рабочей поверхности дорнов за один цикл их работы (охлаждение до температуры 180-200°С в ванне с водой и смазкой, нагрев в процессе прокатки и работа в течение 3,5-6,0 минут при температуре 500-650°С). Совместные действия больших температур и давлений приводят к быстрому выходу дорнов из строя в основном по сетке разгарных трещин. Разгарные трещины на поверхности дорнов начинают появляться через 0,80-0,85 от первоначальной их стойкости, которые в дальнейшем начинают прогрессировать, расти как качественно, так и количественно, т.е. вширь и вглубь. В этот момент дорны принудительно изымают из эксплуатации и перетачивают до удаления наплавленного теплостойкого износостойкого слоя. После переточки на дорны со стороны пилигримовой головки на две третьих их длины наносят новый теплостойкий износостойкий слой толщиной Δ1 с последующим плавным переходом на длине 100-150 мм, т.е. при переточках дорнов на данном участке образуется усеченный конус с вершиной в сторону дорновой головки, производят термическую обработку, механическую обработку на чистовой размер с последующим упрочнением обкаткой роликом и возвращают дорна в технологический цикл производства. Дорна после переточки и нанесения нового теплостойкого износостойкого слоя эксплуатируют до появления (зарождения) сетки разгарных трещин. Цикл работы повторяют, то есть их изымают из технологического процесса, перетачивают до удаления теплостойкого износостойкого слоя, наносят новый теплостойкий износостойкий слой, производят термообработку, механическую обработку с последующим упрочнением роликом.The mandrels during operation are subjected to repeated cyclic heating and cooling. In addition to thermal effects, the mandrels are subjected to pressure from the rolls of the pilgrim mill and longitudinal tension caused by the friction forces of the deformable metal during rolling and extraction of the mandrels from the pipes by the feeding apparatus. Due to the inconstancy of the deformation zone during one revolution of the rolls, the pressure on the mandrels and the action of the friction forces are constantly changing. The complexity of the working conditions of the mandrels consists in their prolonged contact with heated plastically deformable metal, the absence of cooling during deformation, the large temperature differences of the working surface of the mandrels for one cycle of their operation (cooling to a temperature of 180-200 ° C in a bath with water and grease, heating during rolling and operation for 3.5-6.0 minutes at a temperature of 500-650 ° C). The combined actions of high temperatures and pressures lead to the rapid failure of the mandrels mainly along the grid of high-level cracks. High cracks on the surface of the mandrels begin to appear after 0.80-0.85 from their initial resistance, which subsequently begin to progress, grow both qualitatively and quantitatively, i.e. in breadth and inland. At this moment, the mandrels are forcibly taken out of service and ground until the deposited heat-resistant wear-resistant layer is removed. After regrinding, on the mandrels from the side of the pilgrim head, two new thirds of their lengths are coated with a new heat-resistant wear-resistant layer with a thickness of Δ 1 followed by a smooth transition over a length of 100-150 mm, i.e. during regrinding of mandrels in this section, a truncated cone is formed with the apex towards the mandrel head, heat treatment is carried out, machining to the final size, followed by hardening by rolling with a roller, and the mandrel is returned to the production cycle. After regrinding and applying a new heat-resistant wear-resistant layer, the mandrel is exploited until the appearance of a network of high-crack cracks. The work cycle is repeated, that is, they are removed from the technological process, grind until the heat-resistant wear-resistant layer is removed, a new heat-resistant wear-resistant layer is applied, heat treatment, machining, followed by roller hardening are performed.
Таким образом дорны эксплуатируют до выхода из строя по причинам, не связанным с разгарными трещинами (поломка дорна, износ замка и т.д.).Thus, the mandrels are exploited before failure for reasons not related to high-cracking (breakage of the mandrel, wear of the lock, etc.).
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ изготовления и эксплуатации дорнов пилигримовых станов для производства горячекатаных труб большого и среднего диаметров отличается от известного тем, что при изготовлении дорнов теплостойкий износостойкий слой наносят с донного конца слитка на две третьих его высоты, а после переточек дорнов - на две третьих их длины от дорновой головки с последующим плавным переходом на длине 100-150 мм, а толщину теплостойкого износостойкого слоя на слитках Δ и на дорновых заготовках Δ1 определяют из выражений Δ=Aμ(1+D/S К), Δ1=А(1+D/S К), где А - минимальная толщина наплавленного слоя после чистовой механической обработки дорна, равная 10 мм; D - максимальный диаметр труб, прокатываемых на данном дорне, мм; S - минимальная толщина стенки труб, прокатываемых на данном дорне, мм; μ - коэффициент вытяжки при прокатке слитков в полые дорновые заготовки; К - коэффициент, равный 0,02-0,025, причем большие значения коэффициента соответствуют дорнам для прокатки труб с большим отношением D/S. Таким образом, эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the claimed method for the manufacture and operation of mandrels of pilgrim mills for the production of hot-rolled pipes of large and medium diameters differs from the known one in that when manufacturing mandrels, a heat-resistant wear-resistant layer is applied from the bottom end of the ingot to two-thirds of its height, and after regrinding of mandrels - two-thirds of their length from the mandrel head with subsequent smooth transition over a length of 100-150 mm, and the thickness of the heat-resistant wear-resistant layer on ingots Δ and and arbor workpieces Δ 1 is determined from the expression Δ = Aμ (1 + D / S K) Δ 1 = A (1 + D / S), where A - the minimum thickness of deposited layer after finishing machining of the mandrel equal to 10 mm; D is the maximum diameter of the pipes rolled on this mandrel, mm; S is the minimum wall thickness of the pipes rolled on this mandrel, mm; μ is the drawing coefficient when rolling ingots into hollow mandrel blanks; K is a coefficient equal to 0.02-0.025, and large values of the coefficient correspond to mandrels for rolling pipes with a large D / S ratio. Thus, these differences allow us to conclude that the criterion of "inventive step" is met.
Сравнение заявляемого способа изготовления и эксплуатации дорнов пилигримовых станов для производства горячекатаных труб большого и среднего диаметров не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что соответствует патентоспособности "изобретательский уровень".Comparison of the proposed method for the manufacture and operation of mandrels of pilgrim mills for the production of hot-rolled pipes of large and medium diameters not only with the prototype, but also with other technical solutions in the art, did not reveal the signs that distinguish the claimed solution from the prototype, which corresponds to patentability " inventive step ".
Способ опробован на трубопрокатной установке с пилигримовыми станами 8-16" ОАО "ЧТПЗ". В производство было задано по два новых дорна диаметром 409/410 мм и 309/310 мм, изготовленных по существующим и предлагаемой технологиям. Данные по стойкости дорнов пилигримовых станов, изготовленных по существующим и предлагаемой технологиям, приведены в таблице. Из таблицы видно, что средняя статистическая стойкость дорнов диаметром 409/410 мм, изготовленных из сплошных поковок стали марки 25Х2М1Ф и эксплуатируемых по существующему способу, составляет 1185 тонн труб размером 426×9 мм, а дорнов диаметром 309/310 мм - 865 тонн труб размером 325×9 мм. Дорны по патенту №2256708 и новому способу изготавливались по следующей технологии: в слитках ст.20 размером 420×2000 мм сверлили центральное отверстие диаметром 150±5,0 мм, а в слитках размером и 520×2100 мм центральное отверстие диаметром 100±5,0 мм, затем на данные слитки способом наплавки наносился теплостойкий износостойкий слой стали СВ30Х25Н16Г7 толщиной соответственно 60,0 и 55,0 мм. По патенту №2256708 теплостойкий износостойкий слой наносился на всю поверхность слитка, а по предлагаемой технологии наносился с донного конца слитка на две третьих его высоты с последующим плавным переходом на длине 100-150 мм. Слитки нагревались в методических печах до температуры 1270-1280°С. Слитки размером 630×100×2100 мм прошивались в прошивном стане в гильзы размером 600×215×2600 мм на оправке диаметром 200 мм и прокатывались на пилигримовом стане в полые дорновые заготовки размером 430×120вн×5500 мм на дорне 189/190 мм. Слитки размером 540×150×2000 мм после нагрева без прошивки подавались на пилигримовый стан и катались в дорновые заготовки размером 330×100×5850 мм на дорнах диаметром 129/130 мм. После прокатки дорновые заготовки подвергались термической обработке, правке и механической обработке на чистовой размер соответственно 309/310 и 409/410 мм с последующим упрочнением обкаткой роликом. На дорне из стали 25Х2М1Ф диаметром 409/410 мм, изготовленном по существующей технологии, было прокатано 1185 тонн труб размером 426×9 мм по ГОСТ 8732, а на дорне диаметром 309/310 мм - 865 тонн нефтепроводных труб размером 325×9 мм по ГОСТ 8732. Оба дорна вышли из строя по сетке разгарных трещин. На дорне диаметром 409/410 мм, изготовленном по патенту №2256708, за три переточки и наплавки прокатано 4560 тонн труб размером 426×9 мм по ГОСТ 8732, а на дорне диаметром 309/310 мм - 3610 тонн размером 325×9 мм. При наплавке слитков размером 420×150×2000 мм по данному способу было израсходовано 1419 кг наплавочной проволоки стали марки СВ30Х25Н16Г7, а при наплавке слитков размером 520×100×2100 мм - 1637 кг. По предлагаемому способу соответственно 958 и 1091 кг, т.е. ≈ в 1,5 раза меньше. На поверхности дорна диаметром 409/410 мм, изготовленного по предлагаемой технологии, после прокатки 1280 тонн труб размером 426×9 мм начала появляться сетка разгарных трещин. Дорн был изъят из технологического цикла и переточен. При переточке был снят наплавленный теплостойкий износостойкий слой, а затем на две третьих длины дорна от дорновой головки нанесен новый теплостойкий износостойкий слой толщиной 20,5 мм с учетом припуска под механическую обработку и плавным переходом до Δ1=0 на длине 100-150 мм. После наплавки теплостойкого износостойкого слоя произведена термическая обработка, чистовая механическая обработка, а поверхность дорна была упрочнена обкаткой роликом. Затем на дорне диаметром 409/410 мм после первой переточки и наплавки нового теплостойкого износостойкого слоя было прокатано 1110 тонн труб размером 426×9 по ГОСТ 8732. На поверхности дорна начала появляться сетка разгарных трещин. Дорн был изъят из технологического цикла и снова переточен. При переточке был снят наплавленный теплостойкий износостойкий слой, нанесен новый слой толщиной 20,1 мм на две третьих их длины от дорнового замка с плавным переходом на длине 100-150 мм. После наплавки теплостойкого износостойкого слоя, термической обработки и чистовой механической обработки поверхность дорна упрочнена обкаткой роликом. Затем на этом дорне было прокатано 1135 тонн труб размером 426×9 мм. После третьей переточки и наплавки на данном дорне еще было прокатано 955 тонн труб размером 426×9 мм. Аналогичная технологическая последовательность производилась и на дорне диаметром 309/310 мм. Из таблицы видно, что стойкость дорна диаметром 409/410 мм, изготовленного и эксплуатируемого по новой технологии, составляет 4480 тонн, т.е. стойкость возросла по сравнению со сплошным дорном из стали марки 25Х2М1Ф в 3,78 раза, а по сравнению с дорном, изготовленным по патенту №2256708, осталась на одном уровне (снизилась на 1,75%). Дорн прошел три переточки и наплавки с последующей термической обработкой, механической обработкой и упрочнением поверхности роликом. После ремонта дорнового замка (наплавки и фрезеровки щек) дорн будет использован для дальнейшего производства труб. На дорне диаметром 309/310 мм, изготовленном по предлагаемой технологии, прокатано 3610 тонн труб размером 325×9 мм, т.е. его стойкость по сравнению со сплошными дорнами из стали 25Х2М1Ф возросла в 4,17 раза, а по сравнению с дорном, изготовленным по патенту №2256708, возросла на 2,7%. Дорн может быть использован для дальнейшей работы после наплавки и фрезерования щек замка, а также четвертой переточки и наплавки рабочей поверхности.The method was tested on a pipe-rolling installation with pilgrim mills 8-16 "OAO" ChTPZ ". Two new mandrels with a diameter of 409/410 mm and 309/310 mm manufactured using existing and proposed technologies were commissioned. Data on the resistance of the mandrels of pilgrim mills, made according to the existing and proposed technologies, are given in the table. The table shows that the average statistical resistance of mandrels with a diameter of 409/410 mm, made from solid forgings of steel grade 25X2M1F and operated by the existing method, is 1185 tons used in size 426 × 9 mm, and mandrels with a diameter of 309/310 mm - 865 tons of pipes with size 325 × 9 mm, Dorn according to patent No. 2256708 and a new method were made according to the following technology: in the ingots of article 20 with size 420 × 2000 mm, a central hole was drilled with a diameter of 150 ± 5.0 mm, and in ingots with a size of 520 × 2100 mm, a central hole with a diameter of 100 ± 5.0 mm, then a heat-resistant wear-resistant layer of steel SV30X25H16G7 with a thickness of 60.0 and 55.0 mm, respectively, was deposited onto these ingots. According to patent No. 2256708, a heat-resistant wear-resistant layer was applied to the entire surface of the ingot, and according to the proposed technology, it was applied from the bottom end of the ingot to two-thirds of its height, followed by a smooth transition over a length of 100-150 mm. The ingots were heated in methodological furnaces to a temperature of 1270-1280 ° C. Ingots of 630 × 100 × 2100 mm in size were sewn in a piercing mill into sleeves of 600 × 215 × 2600 mm in size on a mandrel with a diameter of 200 mm and rolled on a pilgrim mill in hollow mandrel blanks of 430 × 120вн × 5500 mm in size on a mandrel of 189/190 mm. Ingots 540 × 150 × 2000 mm in size after heating without piercing were fed to a pilgrim mill and rolled into mandrel blanks of 330 × 100 × 5850 mm in size on mandrels with a diameter of 129/130 mm. After rolling, the mandrel blanks were subjected to heat treatment, dressing, and machining to a final size of 309/310 and 409/410 mm, respectively, followed by hardening by rolling with a roller. On a mandrel made of steel 25X2M1F with a diameter of 409/410 mm, manufactured according to the existing technology, 1,185 tons of pipes with a size of 426 × 9 mm were rolled according to GOST 8732, and on a mandrel with a diameter of 309/310 mm - 865 tons of oil pipes 325 × 9 mm in accordance with GOST 8732. Both mandrels failed on a grid of high-level cracks. On a mandrel with a diameter of 409/410 mm, made according to patent No. 2256708, 4560 tons of pipes with a size of 426 × 9 mm according to GOST 8732 were rolled for three regrindings and surfacing, and on a mandrel with a diameter of 309/310 mm - 3610 tons of 325 × 9 mm in size. In the surfacing of ingots with a size of 420 × 150 × 2000 mm, 1419 kg of surfacing wire of steel grade SV30X25N16G7 were consumed by this method, and in the surfacing of ingots with a size of 520 × 100 × 2100 mm, 1637 kg. According to the proposed method, respectively, 958 and 1091 kg, i.e. ≈ 1.5 times less. On the surface of the mandrel with a diameter of 409/410 mm, manufactured by the proposed technology, after rolling 1280 tons of pipes with a size of 426 × 9 mm, a grid of high-grade cracks began to appear. Dorn was removed from the technological cycle and regrind. When regrinding, the deposited heat-resistant wear-resistant layer was removed, and then a new heat-resistant wear-resistant layer with a thickness of 20.5 mm was applied to two-thirds of the length of the mandrel from the mandrel head, taking into account machining allowance and a smooth transition to Δ 1 = 0 over a length of 100-150 mm. After surfacing of the heat-resistant wear-resistant layer, heat treatment was carried out, final machining, and the surface of the mandrel was hardened by rolling by a roller. Then, on a mandrel with a diameter of 409/410 mm, after the first regrinding and surfacing of a new heat-resistant wear-resistant layer, 1110 tons of pipes of size 426 × 9 in accordance with GOST 8732 were rolled. On the surface of the mandrel, a network of high-grade cracks began to appear. Dorn was removed from the technological cycle and again regrind. When regrinding, the deposited heat-resistant wear-resistant layer was removed, a new layer was applied, 20.1 mm thick, two thirds of their length from the mandrel lock with a smooth transition over a length of 100-150 mm. After surfacing of the heat-resistant wear-resistant layer, heat treatment and finishing machining, the surface of the mandrel is hardened by rolling by a roller. Then, 1135 tons of pipes with a size of 426 × 9 mm were rolled on this mandrel. After the third regrinding and surfacing, 955 tons of pipes with a size of 426 × 9 mm were still rolled on this mandrel. A similar process sequence was carried out on a mandrel with a diameter of 309/310 mm. The table shows that the resistance of the mandrel with a diameter of 409/410 mm, manufactured and operated using the new technology, is 4480 tons, i.e. resistance has increased in comparison with a continuous mandrel made of 25Kh2M1F steel 3.78 times, and compared with a mandrel made according to patent No. 2256708, it remained at the same level (decreased by 1.75%). Dorn went through three regrinding and surfacing, followed by heat treatment, machining and hardening of the surface with a roller. After repair of the mandrel lock (surfacing and milling of the cheeks), the mandrel will be used for further pipe production. On a mandrel with a diameter of 309/310 mm, manufactured according to the proposed technology, 3610 tons of pipes 325 × 9 mm in size were rolled, i.e. its resistance compared to solid mandrels made of steel 25X2M1F increased by 4.17 times, and compared with the mandrel manufactured by patent No. 2256708, increased by 2.7%. Dorn can be used for further work after surfacing and milling the cheeks of the castle, as well as the fourth regrinding and surfacing of the working surface.
Таким образом, на дорне диаметром 309/310 мм, изготовленном и эксплуатируемом по патенту №2256708, прокатано 3515 тонн труб размером 325×9 мм, а на дорне, изготовленном и эксплуатируемом по предлагаемой технологии, после трех переточек и наплавок износостойкого теплостойкого слоя прокатано 3610 тонн труб, т.е. стойкость дорна возросла на 2,7%. На дорне диаметром 409/410 мм, изготовленном по патенту №2256708, прокатано 4560 тонн труб размером 426×9 мм, а на дорне диаметром 409/410 мм, изготовленном и эксплуатируемом по предлагаемой технологии, за 3 переточки и наплавки прокатано 4480 тонн труб размером 426×9 мм, т.е. стойкость дорна снизилась на 1,75%. Дорна могут быть использованы в работе после ремонта (наплавки и фрезеровки дорновых замков и щек), а также переточки и наплавки на рабочую поверхность нового теплостойкого износостойкого слоя.Thus, 3515 tons of 325 × 9 mm pipes were rolled on a mandrel with a diameter of 309/310 mm manufactured and operated according to the patent No. 2256708, and 3610 rolled on a mandrel manufactured and operated according to the proposed technology, after three regrindings and surfacing of a wear-resistant heat-resistant layer. tons of pipes, i.e. resistance of the mandrel increased by 2.7%. 4560 tons of pipes with a size of 426 × 9 mm were rolled on a mandrel with a diameter of 409/410 mm, made according to patent No. 2256708, and 4480 tons of pipes with a size of 409/410 mm in diameter, manufactured and operated by the proposed technology, were rolled for 3 regrinding and surfacing 426 × 9 mm, i.e. mandrel resistance decreased by 1.75%. The mandrel can be used in the work after repair (surfacing and milling of mandrel locks and cheeks), as well as regrinding and surfacing on the working surface of a new heat-resistant wear-resistant layer.
Использование предлагаемого способа изготовления дорнов пилигримовых станов для производства горячекатаных труб большого и среднего диаметров позволяет снизить расход наплавочной проволоки стали марки СВ30Х25Н16Г7 ≈ в 1,5 раза при сохранении стойкости дорнов на существующем уровне, а следовательно, снизить долю стоимости технологического инструмента в себестоимости труб.Using the proposed method for the manufacture of mandrels of pilgrim mills for the production of hot-rolled pipes of large and medium diameters can reduce the consumption of surfacing wire of steel grade SV30X25H16G7 ≈ 1.5 times while maintaining the resistance of the mandrels at the existing level, and therefore, reduce the share of the cost of technological tools in the cost of pipes.
Данные по стойкости дорнов пилигримовых станов ТПА 8-16", изготовленных по существующим и предлагаемой технологиямTable
Data on the durability of the mandrels of pilgrim mills TPA 8-16 ", manufactured according to existing and proposed technologies
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006100742/02A RU2322318C2 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | Method for making and exploiting drifts of pilger mills for producing hot rolled tubes of large and mean diameters |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006100742/02A RU2322318C2 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | Method for making and exploiting drifts of pilger mills for producing hot rolled tubes of large and mean diameters |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006100742A RU2006100742A (en) | 2007-07-20 |
| RU2322318C2 true RU2322318C2 (en) | 2008-04-20 |
Family
ID=38430843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006100742/02A RU2322318C2 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | Method for making and exploiting drifts of pilger mills for producing hot rolled tubes of large and mean diameters |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2322318C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018208184A1 (en) * | 2017-05-10 | 2018-11-15 | Публичное акционерное общество "Трубная металлургическая компания" (ПАО "ТМК") | Continuous tube rolling method and mandrel assembly for the implementation thereof |
-
2006
- 2006-01-10 RU RU2006100742/02A patent/RU2322318C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018208184A1 (en) * | 2017-05-10 | 2018-11-15 | Публичное акционерное общество "Трубная металлургическая компания" (ПАО "ТМК") | Continuous tube rolling method and mandrel assembly for the implementation thereof |
| RU2707052C1 (en) * | 2017-05-10 | 2019-11-21 | Публичное акционерное общество "Трубная металлургическая компания" (ПАО "ТМК") | Method of continuous pipe rolling and mandrel unit for its implementation |
| EA036775B1 (en) * | 2017-05-10 | 2020-12-21 | Публичное акционерное общество "Трубная металлургическая компания" (ПАО "ТМК") | Continuous tube rolling method and mandrel assembly for the implementation thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006100742A (en) | 2007-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4832287B2 (en) | Manufacturing method of cold-worked high-strength seamless corrosion-resistant pipe | |
| CN102179681B (en) | Pipe mold manufacturing process adopting continuous-casting blank to forge and roll rough blank periodically | |
| RU2278750C2 (en) | Method for producing hot rolled conversion large- and mean-diameter tubes of hard-to-form steels and alloys in tube rolling plants with pilger mills | |
| US20220040742A1 (en) | Method for preparing high-performance difficult-to-deform metal precision seamless pipe | |
| RU2242302C2 (en) | Method for producing hot rolled tubes of large and mean diameters of hard-to-form steels and alloys in tube rolling plants with pilger mills | |
| CN105817840A (en) | Machining and producing process of seamless steel pipe | |
| CN102371288A (en) | Preparation method of high-precision and high-strength titanium alloy seamless tube | |
| CN112404163B (en) | Preparation method of high-performance difficult-deformation metal precision seamless pipe | |
| CN102513361A (en) | Hot-rolled repairing method for waste and old oil pipes | |
| RU2386498C2 (en) | METHOD FOR PRODUCTION OF SEAMLESS HOT-DEFORMED BOILER THICK-WALLED PIPES WITH SIZE OF 377×50 AND 465×75 mm IN PIPE-ROLLING PLANTS WITH PILGER MILLS FOR PIPELINES OF HEAT COAL BLOCKS WITH SUPERCRITICAL STEAM PARAMETRES | |
| CN102274870A (en) | Production process for stainless steel pierced billet | |
| CN101439365B (en) | Method for rolling seamless steel pipe from die-casting hollow steel ingot | |
| CN101249508A (en) | Method for producing seamless steel pipe with reversible reciprocating periodic time hot rolling technique | |
| WO2015088388A1 (en) | Method for manufacturing cold rolled pipes from alpha- and pseudo-αlpha titanium alloys | |
| RU2311240C2 (en) | Method for producing conversion tubes of large and mean diameters in tube rolling plants with pilger mills from ingots and billets of titanium base alloys | |
| RU2322318C2 (en) | Method for making and exploiting drifts of pilger mills for producing hot rolled tubes of large and mean diameters | |
| RU2328354C2 (en) | Method of production and operation of pilger mill mandrels | |
| RU2386502C2 (en) | METHOD FOR PRODUCTION OF SEAMLESS HOT-DEFORMED BOILER THICK-WALLED PIPES WITH SIZE OF 465×75 mm IN PIPE-ROLLING PLANTS WITH PILGER MILLS FOR PIPELINES OF HEAT COAL BLOCKS WITH SUPERCRITICAL STEAM PARAMETRES | |
| RU2238810C2 (en) | Method for manufacture and operation of pilger mill mandrels from steel for producing of hot rolled pipes of large and average diameter | |
| RU2322316C2 (en) | Method for producing ingot-blanks by electroslag refining of hard-to-form steels and alloys and for rolling of them commercial tubes of large and mean diameters in tube rolling plants with pilger mills and conversion tubes for rerolling in tube cold rolling mills | |
| RU2322317C2 (en) | Method for producing by electrolag refining ingot-blanks of hard-to-form steels and alloys and for rolling of them commercial tubes of large and mean diameters in tube rolling plants with pilger mills and conversion tubes for further rerolling in tube cold rolling mills | |
| RU2248853C2 (en) | Method for making pilger mill mandrel and exploiting it | |
| RU2278749C2 (en) | Method for producing bimetallic centrifugally cast billets and bimetallic wear-resistant tubes for transporting abrasive loose materials and pulps in tube rolling aggregates with pilger mills | |
| RU2262998C1 (en) | Method for making mandrel for pilger rolling of tubes | |
| RU2249052C2 (en) | Method for making mandrels of pilger rolling mills |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090111 |