Изобретение относится к области машиностроения, а именно: к способам изготовления оправок для трубопрокатного стана, в том числе из вышедших из строя оправок большой длины, до 15 метров, трубопрокатных станов, которые изготовлены из комплексно-легированных хромистых инструментальных сталей с содержанием хрома выше 4%, каждого из карбидообразующих элементов и кремния - до 1% и углерода 0,32-0,44%.The invention relates to the field of engineering, namely: to methods for manufacturing mandrels for a tube mill, including long-mandreled mandrels of long lengths, up to 15 meters, tube mills that are made of complex alloyed chromium tool steels with a chromium content of more than 4% , each of carbide-forming elements and silicon - up to 1% and carbon 0.32-0.44%.
Известно, что для производства горячекатаных бесшовных труб используют трубопрокатные агрегаты различного типа, например, непрерывный стан, в котором труба в процессе производства раскатывается между калибрами вращающихся валков прокатных клетей и оправкой длиной до 12 метров (см., например, Зотов В.Ф. Производство проката, 2000 г.). Материалом указанных оправок служат стали 12Х5МА, ОХН2Ф, ОХНЗФ и 65Г (см., например, Данилов Ф.А. и др. «Горячая прокатка и прессование труб», 1972, стр.576-557).It is known that for the production of hot-rolled seamless pipes, various types of tube rolling units are used, for example, a continuous mill, in which the pipe is rolled between calibers of rolling mill rolls and a mandrel up to 12 meters long during production (see, for example, Zotov V.F. Production hire, 2000). The materials of these mandrels are steel 12X5MA, OKHN2F, OKHNZF and 65G (see, for example, Danilov F.A. et al. “Hot Rolling and Pressing of Tubes”, 1972, pp. 566-557).
Известно также, что были разработаны стали 4Х5МФС или 4Х5МФ1С, намного превосходящие ранее указанные стали по потребительским свойствам, но из них не умели изготавливать такой инструмент, как длинные оправки трубопрокатного стана, а рекомендовались к применению для мелких молотовых штампов и вставок средних и крупных молотовых штампов (см., например, Васильев Д.И. и др. Основы проектирования деформирующего инструмента: учебное пособие для металлург., 1984, стр.99). Масса самого большого слитка, который могли обрабатывать, составлял 1400 кг (см. там же, стр.113). Кроме того, пытались разрабатывать и другие инструментальные стали (см., например, Тишаев С.И. и др. «Новая сталь 4ХЗВМФС (ДИ71) для тяжелонагруженных инструментов горячего деформирования». Кузнечно-штамповочное производство. №10, 1983, стр.29-30). Поскольку зарубежные страны умели производить длинные оправки трубопрокатных станов из материала типа THYROTHERM 2343 и THYROTHERM 2344, то их стали закупать по импорту. При этом, испытывая воздействие динамических нагрузок, высоких температур, данные оправки также выходят из строя и требуют ремонта, который может осуществляться по отношению к конкретной оправке на специальном оборудовании, таких как технологические комплексы для ремонта оправок непрерывного стана (см., например, http://www.sadka.ru/index.php?option=com_content&view=section&layout=blog&id=7&l temid=65).It is also known that 4Kh5MFS or 4Kh5MF1S steels were developed, which far surpassed the previously mentioned steels in terms of consumer properties, but they did not know how to make such tools as long mandrels of a tube rolling mill, but were recommended for use for small hammer dies and inserts of medium and large hammer dies (see, for example, Vasiliev D.I. et al. Fundamentals of the design of a deforming tool: a manual for metallurgists., 1984, p. 99). The mass of the largest ingot that could be processed was 1,400 kg (see ibid., P. 113). In addition, they tried to develop other tool steels (see, for example, Tishaev S.I. et al. “New steel 4KhZVMFS (DI71) for heavily loaded tools of hot deformation.” Forging and stamping. No. 10, 1983, p.29 -thirty). Since foreign countries were able to produce long mandrels of tube rolling mills from materials such as THYROTHERM 2343 and THYROTHERM 2344, they began to purchase them by import. At the same time, under the influence of dynamic loads, high temperatures, these mandrels also fail and require repairs, which can be carried out with respect to a specific mandrel on special equipment, such as technological complexes for repairing mandrels of a continuous mill (see, for example, http: //www.sadka.ru/index.php?option=com_content&view=section&layout=blog&id=7&l temid = 65).
Однако возможный ремонт указанных оправок может быть исчерпан, и тогда оправки превращаются в металлолом, при том, что металл, из которого они сделаны, относится к высококачественным инструментальным сталям и представляет большую ценность.However, the possible repair of these mandrels can be exhausted, and then the mandrels turn into scrap metal, despite the fact that the metal from which they are made belongs to high-quality tool steels and is of great value.
Известен также способ изготовления оправок для трубопрокатного стана (см., например, патент РФ № 2357817), включающий получение поковки и ее последующую обработку с образованием оправки: а именно способ, включающий правку заготовки, осуществляемую в двухвалковом обкатном стане с обжатием 0,5-0,6 мм при одновременно охлаждении валков водой с температурой 18-30оС, и перед которой заготовку нагревают в печи до 750-820оС. Однако указанный способ не позволяет использовать для получения поковок, подвергающихся последующей обработке с целью образования оправки, уже вышедшие из строя оправки, изготовленные из комплексно-легированных хромистых инструментальных сталей, например, с содержанием хрома выше 4%, каждого из карбидообразующих элементов и кремния - до 1% и углерода - 0,32-0,44%.There is also a known method of manufacturing mandrels for a tube rolling mill (see, for example, RF patent No. 2357817), which includes obtaining a forging and its subsequent processing to form a mandrel: namely, a method comprising dressing a workpiece carried out in a two-roll rolling mill with compression 0.5- 0.6 mm at the same time cooling the rolls with water of 18-30 C, and in front of which the preform is heated in a furnace to 750-820 ° C. However, this method does not allow to obtain forgings undergoing subsequent processing to form mandrels that have already failed mandrels made of complex alloyed chrome tool steels, for example, with a chromium content of more than 4%, each of carbide-forming elements and silicon - up to 1% and carbon - 0.32-0.44%.
Технический результат настоящего изобретения заключается в обеспечении возможности повторного использования дорогостоящих высококачественных инструментальных сталей, из которых сделаны оправки трубопрокатных агрегатов, по своему прежнему назначению, т.е. в качестве тех же оправок с подтверждением требуемых характеристик.The technical result of the present invention is to enable the reuse of expensive high-quality tool steels of which the mandrels of the tube rolling units are made, in its previous purpose, i.e. as the same mandrels with confirmation of the required characteristics.
Указанный технический результат достигают тем, что используют способ изготовления оправок для трубопрокатного стана, при котором поковку получают путем электрошлаковой переплавки вышедших из строя оправок для трубопрокатного стана, собранных в пучок и выполненных из комплексно-легированных хромистых инструментальных сталей с содержанием хрома выше 4%, каждого из карбидообразующих элементов и кремния - до 1%, углерода - 0,32-0,44%, с получением слитка, его отжига и ковки на радиально-ковочной машине, обработку поковки с образованием оправки ведут путем последовательно осуществляемых отжига, термообработки, лезвийной обработки, шлифования, хромирования и хонингования, после чего проводят испытания оправки на соответствие заданным для эксплуатации характеристикам методами неразрушающего контроля. При этом, в случае необходимости, при наличии показаний проведения неразрушающего контроля поковки перед проведением термообработки поковки осуществляют ремонт ее поверхности. The specified technical result is achieved by using a method of manufacturing mandrels for a tube mill, in which the forging is obtained by electroslag remelting of failed mandrels for a tube mill, assembled into a bundle and made of complex alloyed chromium tool steels with a chromium content of more than 4%, each from carbide-forming elements and silicon - up to 1%, carbon - 0.32-0.44%, with obtaining an ingot, its annealing and forging on a radial forging machine, processing of forgings with the formation of a mandrel in they travel by sequentially performed annealing, heat treatment, blade processing, grinding, chrome plating and honing, after which they test the mandrel for compliance with the characteristics set for operation by non-destructive testing methods. In this case, if necessary, if there is evidence of non-destructive testing of the forgings before the heat treatment of the forgings, they repair its surface.
Благодаря наличию приведенных признаков, появляется возможность повторно использовать дорогостоящий материал для изготовления оправок, при этом при их изготовлении не требуется заново производить дорогостоящую выплавку легированного металла.Due to the presence of the above characteristics, it becomes possible to reuse expensive material for the manufacture of mandrels, while in their manufacture it is not necessary to re-produce expensive smelting of alloyed metal.
При этом известно, что при производстве непосредственно сталей THYROTHERM 2343 и THYROTHERM 2344 осуществляют операции электрошлакового переплава, ковки (см., например, сайт www. Schmolz-Bichenbach.ru, раздел «Продукция. Инструментальные стали.»). Однако заявляемый способ позволяет исключить такие трудоемкие и энергоемкие стадии производства стали как выплавку и разлив, и одновременно иметь в дальнейшем оправки из качественных, удовлетворяющих высоким требованиям инструментальных сталей.It is also known that in the production of THYROTHERM 2343 and THYROTHERM 2344 steels directly, electroslag remelting and forging operations are carried out (see, for example, the website www. Schmolz-Bichenbach.ru, section “Products. Tool steels.”). However, the inventive method allows to exclude such time-consuming and energy-intensive stages of steel production as smelting and casting, and at the same time to have further mandrels of high-quality, meeting the high requirements of tool steels.
В качестве примера можно рассмотреть случай, когда для получения новой восстановленной оправки Ø175×11500 мм, используя предлагаемый способ, были взяты две оправки Ø168×12000 мм, имевшие глубокие продольные и поперечные трещины, которые практически были списаны в металлолом. Их разрезали пополам и собрали в пучок, затем с помощью электрошлакового переплава получили слиток Ø600×1880 мм, который охладили по специальному режиму. Затем его проковали на радиально-ковочной машине до размера Ø205×11750 мм, получая поковку. После этого поковку подвергли отжигу и термообработке, используя закалку с отпуском, обточили, прошлифовали и произвели хромирование и хонингование. В результате было получено требуемое изделие - новая оправка Ø175×11500 мм.As an example, we can consider the case when, to obtain a new reconditioned mandrel Ø175 × 11500 mm, using the proposed method, we took two mandrels Ø168 × 12000 mm, which had deep longitudinal and transverse cracks, which were practically written off in scrap metal. They were cut in half and collected in a bundle, then with the help of electroslag remelting an ingot Ø600 × 1880 mm was obtained, which was cooled according to a special regime. Then it was forged on a radial forging machine to a size of Ø205 × 11750 mm, getting a forging. After that, the forgings were annealed and heat treated using tempering with tempering, honed, ground, and chromized and honed. As a result, the required product was obtained - a new mandrel Ø175 × 11500 mm.