RU2262998C1 - Method for making mandrel for pilger rolling of tubes - Google Patents
Method for making mandrel for pilger rolling of tubes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2262998C1 RU2262998C1 RU2004103232/02A RU2004103232A RU2262998C1 RU 2262998 C1 RU2262998 C1 RU 2262998C1 RU 2004103232/02 A RU2004103232/02 A RU 2004103232/02A RU 2004103232 A RU2004103232 A RU 2004103232A RU 2262998 C1 RU2262998 C1 RU 2262998C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ingot
- mandrel
- steel
- cast
- casting
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims description 17
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 8
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 4
- 238000010002 mechanical finishing Methods 0.000 claims description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000009785 tube rolling Methods 0.000 abstract description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract 3
- 238000009527 percussion Methods 0.000 abstract 2
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 210000004283 incisor Anatomy 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- -1 tempering - 650 ° C Substances 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Forging (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к способу отливки слитков ЭШП для изготовления крупногабаритного инструмента дорнов (оправок), используемых при производстве бесшовных горячекатаных труб большого и среднего диаметров на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами.The invention relates to metallurgy, in particular to a method for casting ESR ingots for the manufacture of large-sized mandrel tools (mandrels) used in the production of seamless hot-rolled pipes of large and medium diameters in tube-rolling plants with pilgrim mills.
Известен способ изготовления дорнов (оправок) для пилигримовой прокатки труб большого и среднего диаметров, включающий отливку слитков из стали марки СД1 (50ХН) с химсоставом по ГОСТ 4543-71, ковку их в цилиндрические заготовки (поковки) с уковом 2,25-2,50, черновую механическую обработку с припуском по диаметру 10-20 мм с учетом поводки поковок при термической обработке, термическую обработку дорновых заготовок, механическую обработку дорнов (оправок) на чистовой размер с последующим упрочнением обкаткой роликом или шлифовкой поверхности и эксплуатацию их до образования сетки разгарных трещин или "волны" (Ф.А.Данилов и др. Горячая прокатка труб. - М.: Металлургия, 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 manufacturing mandrels (mandrels) for pilgrim rolling of pipes of large and medium diameters, including casting ingots from steel grade SD1 (50XN) with a chemical composition according to GOST 4543-71, forging them into cylindrical billets (forgings) with a bob 2.25-2, 50, rough machining with an allowance of 10-20 mm in diameter, taking into account the forging forgings during heat treatment, heat treatment of mandrel blanks, machining of mandrels (mandrels) to the final size, followed by hardening by rolling with a roller or grinding of the surface and operation them to form a grid of high-level cracks or “waves” (F.A. Danilov et al. Hot rolling of pipes. - Moscow: Metallurgy, 1962, p. 355-356. Report on the topic 22-V-13-541-73 : "Development of the manufacturing technology of mandrels of increased wear resistance and their introduction into production at ChTPZ", Dnepropetrovsk, 1975. TP 158-148-98 "The technological process of machining the guides and work rolls of the piercing mill, mandrels and pilgrim rolls in workshop No. 1 of OJSC" ChTPZ ").
Недостатком данного способа является то, что дорна выходят из строя по "волне" (гофрам), поверхностным разгарным трещинам и грубым продольным трещинам, а также неравномерному истиранию их по длине (потеря геометрических размеров). Как правило, основным видом дефектов является "волна" (гофр). "Волна" на поверхности дорнов образуется на расстоянии 1500-2000 мм от дорнового замка. "Волна" - это пластическая деформация поверхностных слоев металла дорнов, которая обусловлена разогревом их поверхности до температуры выше 700°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 5,5 до 6,0 минут. За это время дорн на участке 1500-2000 мм от замковой части нагревается до 600-700°С. Наибольшую температуру дорн имеет на участке от 1500 до 2000 мм, 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 mandrel breaks down according to the “wave” (corrugation), surface swing cracks and coarse longitudinal cracks, as well as their uneven abrasion along the length (loss of geometric dimensions). As a rule, the main type of defects is the “wave” (corrugation). A “wave” on the surface of the mandrels is formed 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 700 ° C and caused by prolonged contact of the sleeve tubes and mandrels or rolling of two or more sleeves on the same mandrel without cooling. When rolling pipes with a size of 426 × 9 × 32000-35000 mm, the contact time of the mandrel with the sleeve - pipe is from 5.5 to 6.0 minutes. During this time, the mandrel in the area of 1500-2000 mm from the castle part is heated to 600-700 ° C. The mandrel has the highest temperature in the area from 1500 to 2000 mm, 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 способ изготовления дорна (оправки) для пилигримовой прокатки труб большого и среднего диаметров, включающий отливку слитков 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, никель - до 0,50%. Дорна из этой марки стали более износостойкие. Стойкость их в 1,2-1,3 раза выше, чем из стали СД1 (ТИ 158-Тр.ТБ1-13-2000 "Термическая обработка дорнов из стали 25Х2М1Ф").A known method of manufacturing a mandrel (mandrel) for pilgrim rolling of pipes of large and medium diameters, including casting ingots from 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, nickel - up to 0.50%. Dorn from this brand have become more wear-resistant. Their resistance is 1.2-1.3 times higher than that of steel SD1 (TI 158-Tr. TB1-13-2000 "Heat treatment of mandrels from steel 25X2M1F").
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, неравномерного истирания по длине (потеря геометрических размеров) и низкой стойкости замковой части против ударных нагрузок (смятие щечек замковой части дорна), что приводит к частым наплавкам их аустенитовыми электродами и фрезерованию. Разгарные трещины возникают вследствие тепловых и структурных напряжений в поверхностном слое дорнов, которые нагреваются при контакте с горячим металлом гильз 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 повехностного слоя). Теплоусталостное 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 этих трещинах происходит 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. Dorns with a carbon content of 0.24-0.32% fail mainly due to occurrence of hot cracks on their surface, uneven abrasion along the length (loss of geometric dimensions) and low resistance of the castle part against impact loads (crushing of the cheeks of the castle part of the mandrel ), which leads to frequent surfacing with austenitic electrodes and milling. Hot cracks occur due to thermal and structural stresses in the surface layer of the mandrels, which are heated upon contact with the hot metal of the liners to a temperature of 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, the formation of voids, deformation along the 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. In these cracks, intense oxidation of the metal and their wedging processes occur. 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.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением является способ изготовления дорна (оправки), включающий получение (отливку) конического слитка из теплостойкой износостойкой стали 25Х2М1Ф и последующую его ковку в цилиндрическую заготовку (поковку) с линейным увеличением уковки от направляющей к замковой части при отношении величин максимальной уковки к минимальной равной 1,26-1,56 (Патент РФ №2055660 от 10.03.96 г. Бюл. №7).Closest to the proposed invention, the technical solution is a method of manufacturing a mandrel (mandrel), which includes the production (casting) of a conical ingot from heat-resistant wear-resistant steel 25X2M1F and its subsequent forging into a cylindrical billet (forging) with a linear increase in forging from the guide to the lock part with respect to the maximum forging to a minimum equal to 1.26-1.56 (RF Patent No. 2055660 of 03/10/96, Bull. No. 7).
Недостатком данного способа является сложность технологии ковки, низкая стойкость замковой части дорна к ударным нагрузкам и повышенный расход дорогостоящей теплостойкой износостойкой стали, а следовательно, повышенная стоимость дорнов.The disadvantage of this method is the complexity of the forging technology, the low resistance of the lock part of the mandrel to impact loads and the increased consumption of expensive heat-resistant wear-resistant steel, and therefore the increased cost of mandrels.
Целью предложенного способа является повышение стойкости замковой части дорна против ударных нагрузок, снижение его стоимости при сохранении стойкости рабочей части дорна (оправки).The aim of the proposed method is to increase the resistance of the locking part of the mandrel against shock loads, reducing its cost while maintaining the stability of the working part of the mandrel (mandrel).
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовления дорна (оправки) для пилигримовой прокатки труб, состоящего из замковой, рабочей и направляющей частей, включающим отливку слитка ЭШП из теплостойкой износостойкой стали, ковку слитка в цилиндрическую заготовку (поковку) с линейным увеличением уковки от направляющей к замковой части, черновую механическую обработку поковки в дорновую заготовку, термическую обработку дорновой заготовки и механическую чистовую обработку ее в дорн (оправку), донную часть слитка ЭШП отливают из стали, обладающей высокой стойкостью против трения и повышенных давлений ударного действия, среднюю часть из теплостойкой износостойкой стали, а усадочную (головную) часть из менее теплостойкой стали, отливку донной части производят на 0,1-0,15 общей высоты слитка, средней на 0,5-0,6, а усадочной части на 0,30-0,40 общей высоты слитка, из донной части слитка ЭШП изготавливают замковую, из средней части рабочую, а из усадочной направляющую часть дорна, для отливки слитка ЭШП используют электроды из сталей с близкими коэффициентами линейного расширения, а для донной и средней частей с одинаковым режимом термической обработки.This goal is achieved by the fact that in the known method of manufacturing a mandrel (mandrel) for pilgrim rolling of pipes, consisting of castle, working and guide parts, including casting an ESR ingot from heat-resistant wear-resistant steel, forging the ingot into a cylindrical billet (forging) with a linear increase in forging from guide to the castle part, rough machining of the forgings into the mandrel blank, heat treatment of the mandrel blanks and mechanical finishing of it into the mandrel (mandrel), bottom part of the ESR ingot excel the middle part is made of heat-resistant wear-resistant steel, and the shrink (head) part is of less heat-resistant steel, casting of the bottom part is performed on 0.1-0.15 of the total ingot height, average by 0.5-0.6, and the shrinkage part by 0.30-0.40 of the total height of the ingot; from the bottom part of the ESR ingot, a lock is made, from the middle part is working, and from the shrinkable guide part of the mandrel, electrodes are used for casting the ESR ingot from steels with close linear p coefficients expansion, and for the bottom and middle parts with the same heat treatment.
Замковая часть дорна служит для крепления дорна в замке подающего аппарата, должна обладать высокой стойкость против трения и повышенных давлений ударного действия, определяется конструктивно. Рабочую часть дорна выбирают из максимальной длины гильзы и ширины дорнового кольца, в процессе работы испытывает циклические нагревы до температуры 600-700°С, с последующими охлаждениями до 100°С в ваннах с водой и смазкой, и давления до 300-500 тонн, в зависимости от геометрических размеров труб и марки стали. Направляющая часть дорна необходима для затравки в начале прокатки, величина (протяженность) которой зависит от пути отката подающего аппарата и концевого конуса длиной 30-50 мм. Величину направляющей части дорна определяют из выраженияThe locking part of the mandrel is used to mount the mandrel in the lock of the feeding apparatus, it must have high resistance against friction and high pressure shock, determined structurally. The working part of the mandrel is selected from the maximum length of the liner and the width of the mandrel ring, during operation it undergoes cyclic heating to a temperature of 600-700 ° C, followed by cooling to 100 ° C in baths with water and lubricant, and pressure up to 300-500 tons, in depending on the geometric dimensions of the pipes and steel grade. The guide part of the mandrel is necessary for seed at the beginning of rolling, the size (length) of which depends on the path of rollback of the feeding apparatus and the end cone with a length of 30-50 mm. The size of the guide part of the mandrel is determined from the expression
Lн=ωср{[(ro+rn)/2θб+rnθn)}+Lк,Lн = ωav {[(ro + rn) / 2θb + rnθn)} + Lк,
где ωср - средний коэффициент опережения по всей дуге рабочей части калибра, равный 1,15-1,2;where ωav is the average advance coefficient over the entire arc of the working part of the caliber, equal to 1.15-1.2;
ro - начальный радиус гребня (бойка), мм;ro is the initial radius of the ridge (striker), mm;
rn - радиус полирующей части калибра, мм;rn is the radius of the polishing part of the caliber, mm;
θб - угол переднего конуса (бойка), радиан;θb is the angle of the front cone (striker), radian;
θn - угол полирующей части калибра, радиан;θn is the angle of the polishing part of the caliber, radian;
Lк - длина конического участка дорна, мм.Lк - the length of the conical section of the mandrel, mm.
Направляющая часть дорна на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами для прокатки труб большого и среднего диаметров должна иметь длину, в зависимости от диаметра труб, от 1250 до 1500 мм, т.е.(0,3-0,35) от общей длины дорна, а с учетом части слитка с усадочного конца, идущего в технологическую обрезь, при ковке (0,3-0,4) высоты слитка.The guide part of the mandrel on pipe rolling plants with pilgrim mills for rolling pipes of large and medium diameters should have a length, depending on the diameter of the pipes, from 1250 to 1500 mm, i.e. (0.3-0.35) of the total length of the mandrel, and taking into account part of the ingot from the shrink end going to the technological edge, when forging (0.3-0.4) the height of the ingot.
Такое решение позволяет получить слиток ЭШП, донную часть которого отливают из стали, обладающей высокой стойкость против трения и повышенных давлений ударного действия, среднюю часть из теплостойкой износостойкой стали, а усадочную часть слитка из менее теплостойкой (менее дорогой) стали. Для отливки слитков ЭШП используют электроды из сталей с близкими коэффициентами линейного расширения, а для донной и средней частей с одинаковым режимом термической обработки. Это дает возможность производить дорны с повышенной стойкость замковой части, а следовательно, исключить затраты на наплавочную проволоку, наплавку и механическую обработку (строжку) "щечек" замковой части, а следовательно, снизить стоимость дорнов при неизменной их стойкости рабочей части.Such a solution makes it possible to obtain an ESR ingot, the bottom part of which is cast from steel with high resistance to friction and high impact pressures, the middle part is made of heat-resistant wear-resistant steel, and the shrink part of the ingot is made of less heat-resistant (less expensive) steel. Electrodes made of steels with close linear expansion coefficients are used for casting ESR ingots, and for the bottom and middle parts with the same heat treatment mode. This makes it possible to produce mandrels with increased resistance of the locking part, and therefore, to eliminate the cost of surfacing wire, surfacing and machining (gouging) of the "cheeks" of the castle part, and therefore, to reduce the cost of mandrels while their working part remains unchanged.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ изготовления дорна (оправки) для пилигримовой прокатки труб отличается от известного тем, что донную часть слитка ЭШП отливают из стали, обладающей высокой стойкостью против трения и повышенных давлений ударного действия на 0,1-0,15 общей высоты слитка, среднюю часть из теплостойкой износостойкой стали на 0,5-0,6, а усадочную (головную) часть из менее теплостойкой стали на 0,30-0,40 общей высоты слитка, а затем из донной части слитка ЭШП изготавливают замковую часть дорна, из средней части - рабочую, а из усадочной направляющую часть дорна. Для отливки слитка ЭШП используют электроды из сталей с близкими коэффициентами линейного расширения, а для донной и средней частей с одинаковым режимом термической обработки.A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the inventive method of manufacturing a mandrel (mandrel) for pilgrim rolling of pipes differs from the known one in that the bottom of the ESR ingot is cast from steel, which has high resistance to friction and high impact pressures by 0.1-0 , 15 of the total height of the ingot, the middle part of heat-resistant wear-resistant steel is 0.5-0.6, and the shrink (head) part of less heat-resistant steel is 0.30-0.40 of the total height of the ingot, and then from the bottom of the ESR ingot make locks second part of the mandrel, from the middle part - work and part of the shrinkage of the mandrel guide. Electrodes made of steels with close linear expansion coefficients are used for casting an ESR ingot, and for the bottom and middle parts with the same heat treatment mode.
Таким образом, заявляемый способ изготовления дорна (оправки) для пилигримовой прокатки труб соответствует критерию "новизна".Thus, the inventive method of manufacturing a mandrel (mandrel) for pilgrim rolling pipes meets the criterion of "novelty."
Сравнение заявляемого решения 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 позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field did not allow us to identify signs that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "significant differences".
Опытные дорновые заготовки изготовлены на Пермском заводе "Камасталь", а дорна испытаны на ОАО "ЧТПЗ" при прокатке труб размером 377×9 мм и 426×9 мм. Опытные дорны размером (диаметром) 361/362 и 409/410 мм были изготовлены по следующей технологии. Отлиты по 2 слитка ЭШП размером 580-540×2300-2400 и 640-590×2400-2500 мм. Донная часть слитка, соответствующая замковой части дорна, на 0,1-0,15 общей высоты слитка заплавлялась сталью 5Х2МНФ с химсоставом по ГОСТ 5950-73 (С=0,46-53, Si=0,10-0,40, Mn=0,40-0,70, Cr=1,5-2,00, V=0,30-0,50, Мо=0,80-1,10, Ni=1,20-1,60), средняя часть на 0,5-0,6 общей высоты слитка ЭШП заплавлялась сталью 25Х2М1Ф, а усадочная часть на 0,3-0,4 общей высоты слитка заплавлялась сталью 12Х1МФ. Все три марки стали имеют коэффициент линейного расширения α=14,7*10-6. Слитки нагревались до температуры пластичности и на радиально-ковочной машине ковались в цилиндрические заготовки - поковки размером 400×5000 и 450×5000 мм, которые обрабатывались в черновые заготовки размером 380×4700 и 430×4700 мм и поставлялись на ОАО "ЧТПЗ". На ОАО "ЧТПЗ" дорновые заготовки подвергались термической обработке в вертикальных шахтных печах по режиму: закалка - 950°С в масле, отпуск - 650°С, охлаждение на воздухе (ТИ 158 - Тр. ТБ1 - 13-2000 "Термическая обработка дорнов из стали 25Х2М1Ф"). Твердость дорнов после термической обработки на замковой части составила 2.6-2.85 мм в диаметре отпечатка, а на рабочих частях 3,2-3,5 мм по Бринеллю или 328-302 НВ (по ТИ 158 - Тр. ТБ1 - 13-2000-3,5-3,8 или 302-255). После термической обработки дорновые заготовки были обработаны (обточены) на чистовой размер (см. рис. Геометрические размеры опытных дорнов) 361/362×4550 и 409×410×4550 мм. После механической обработки дорны шлифовались. Параллельно было изготовлено 6 новых дорнов (по три дорна) диаметром 361/362 и 409/410 мм по существующей технологии из стали 25Х2М1Ф. По пять дорнов каждого размера (по два дорна, изготовленных по новой технологии, и по три дорна по существующей технологии) были выданы на стан №2 для прокатки труб размером 377×9 и 426×9 мм. Дорна эксплуатировались до выхода из строя по продольным разгарным трещинам на рабочей части и смятию "щечек" замковой части. Стойкость опытных дорнов диаметром 361/362 мм составила от 1110 до 1190 тонн труб, при среднем расходе 3,08 кг/тн. Стойкость дорнов, изготовленных по существующей технологии, составила от 1050 до 1150 тонн, при среднем расходе 3,22 кг/тн. труб. За время эксплуатации опытных дорнов на одном дорне один раз производилась наплавка и фрезеровка "щечек". На дорнах, изготовленных по существующей технологии, наплавка и фрезеровка "щечек" производилась по два раза на каждом дорне. Аналогичная картина получена при прокатке труб размером 426×9 мм на дорнах диаметром 409/410 мм. Стойкость опытных дорнов составила от 1510 до 1690 тонн труб, при среднем расходе 2,84 кг/тн. Стойкость дорнов, изготовленных по существующей технологии, составила от 1540 до 1670 тонн, при среднем расходе 2,83 кг/тн. За время эксплуатации опытных дорнов налавка и фрезеровка "щечек" не производилась, а на дорнах, изготовленных по существующей технологии, наплавка и фрезеровка "щечек" производилась на одном дорне два раза, а на втором три раза.Experienced mandrel blanks were made at the Perm Kamastal plant, and the mandrel was tested at Chelyabinsk Pipe Rolling Plant OJSC when rolling pipes of 377 × 9 mm and 426 × 9 mm in size. Experienced mandrels of size (diameter) 361/362 and 409/410 mm were made using the following technology. 2 ingots of ESR were cast in sizes of 580-540 × 2300-2400 and 640-590 × 2400-2500 mm. The bottom part of the ingot, corresponding to the castle part of the mandrel, was melted by 0.1–0.15 of the total height of the ingot with 5X2MNF steel with a chemical composition according to GOST 5950-73 (C = 0.46-53, Si = 0.10-0.40, Mn = 0.40-0.70, Cr = 1.5-2.00, V = 0.30-0.50, Mo = 0.80-1.10, Ni = 1.20-1.60), the middle part was 0.5-0.6 of the total height of the ingot of the ESR fused with steel 25Kh2M1F, and the shrink part of 0.3-0.4 of the total height of the ingot was fused with steel 12Kh1MF. All three steel grades have a linear expansion coefficient α = 14.7 * 10 -6 . The ingots were heated to the ductility temperature and forged on cylindrical billets — forgings of 400 × 5000 and 450 × 5000 mm in size, which were processed into draft billets of 380 × 4700 and 430 × 4700 mm in size and delivered to ChTPZ OJSC. At ChTPZ OJSC, the mandrel blanks were heat-treated in vertical shaft furnaces according to the regime: quenching - 950 ° C in oil, tempering - 650 ° C, air cooling (TI 158 - Tr. TB1 - 13-2000 "Thermal treatment of mandrels from steel 25X2M1F "). The hardness of the mandrels after heat treatment on the castle part was 2.6-2.85 mm in imprint diameter, and on the working parts 3.2-3.5 mm according to Brinell or 328-302 HB (according to TI 158 - Tr. TB1 - 13-2000-3 5-3.8 or 302-255). After heat treatment, the mandrel blanks were machined (turned) to the final size (see Fig. Geometrical dimensions of the experimental mandrels) 361/362 × 4550 and 409 × 410 × 4550 mm. After machining, the mandrels were ground. In parallel, 6 new mandrels (three mandrels) with a diameter of 361/362 and 409/410 mm were manufactured using existing technology from 25X2M1F steel. Five mandrels of each size (two mandrels manufactured using the new technology, and three mandrels using the existing technology) were delivered to mill No. 2 for rolling pipes of 377 × 9 and 426 × 9 mm in size. The mandrels were operated until failure along longitudinal high-grade cracks in the working part and crushing of the "cheeks" of the castle part. The resistance of the experimental mandrels with a diameter of 361/362 mm ranged from 1110 to 1190 tons of pipes, with an average flow rate of 3.08 kg / t. The durability of the mandrels made by the existing technology ranged from 1050 to 1150 tons, with an average consumption of 3.22 kg / t. pipes. During the operation of the experimental mandrels on one mandrel, surfacing and milling of the "cheeks" was performed once. On the mandrels made according to the existing technology, surfacing and milling of the "cheeks" was carried out twice on each mandrel. A similar picture was obtained when rolling pipes of 426 × 9 mm in size on mandrels with a diameter of 409/410 mm. The resistance of the experimental mandrels ranged from 1510 to 1690 tons of pipes, with an average consumption of 2.84 kg / t. The durability of the mandrels made by the existing technology ranged from 1540 to 1670 tons, with an average consumption of 2.83 kg / t. During the operation of the experimental mandrels, the “cheeks” were not built up and milled, and on the mandrels made using the existing technology, the “cheeks” were surfaced and milled twice, and three times on the second.
Таким образом, стойкость рабочей части дорнов, изготовленных по предлагаемой технологии (способу), находится на одном уровне с дорнами, изготовленными по существующей технологии, при увеличении стойкости замковой части в два - три раза. Все дорна вышли из строя по продольным разгарным трещинам.Thus, the resistance of the working part of the mandrels made by the proposed technology (method) is on a par with the mandrels made by the existing technology, with an increase in the resistance of the castle part by two to three times. All the mandrels are out of order along longitudinal swing cracks.
Использование предлагаемого способа изготовления дорна (оправки) для пилигримовой прокатки труб позволяет значительно снизить его стоимость за счет выполнения направляющей части из менее теплостойкой (менее дорогой) стали, замковой части из стали, обладающей высокой стойкостью против трения и повышенных давлений ударного действия, повышения стойкости замковой части дорна в два-три раза, исключения смятия "щечек", наплавки их аустенитовыми электродами и фрезеровки, а следовательно, снизить стоимость передела горячекатаных труб на ТПА с пилигримовыми станами.Using the proposed method of manufacturing a mandrel (mandrel) for pilgrim rolling of pipes can significantly reduce its cost due to the implementation of the guide part from less heat-resistant (less expensive) steel, the castle part from steel, which has high resistance to friction and high pressure shock, increase the resistance of the castle parts of the mandrel two to three times, eliminating crushing of the "cheeks", surfacing them with austenitic electrodes and milling, and therefore, reduce the cost of redistributing hot rolled pipes to TPA from pilgrim camps.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004103232/02A RU2262998C1 (en) | 2004-02-04 | 2004-02-04 | Method for making mandrel for pilger rolling of tubes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004103232/02A RU2262998C1 (en) | 2004-02-04 | 2004-02-04 | Method for making mandrel for pilger rolling of tubes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004103232A RU2004103232A (en) | 2005-07-10 |
| RU2262998C1 true RU2262998C1 (en) | 2005-10-27 |
Family
ID=35838055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004103232/02A RU2262998C1 (en) | 2004-02-04 | 2004-02-04 | Method for making mandrel for pilger rolling of tubes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2262998C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2327749C1 (en) * | 2006-09-06 | 2008-06-27 | ОАО "Синарский трубный завод" | Method of fabricating work holders of tube mills at lengthwise tube rolling |
| RU2449845C1 (en) * | 2010-12-06 | 2012-05-10 | Открытое акционерное общество "Синарский трубный завод" | Mandrel for pipe lengthwise rolling mill |
| RU2537340C2 (en) * | 2013-03-22 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" | RECONDITIONING OF PILGER MILL MANDREL USED FOR HOT ROLLED 273-550 mm-DIA PIPES MADE OF "25-2¦1L"-GRADE STEEL WITH INITIAL SURFACE SORBITE PLY DEPTH OF 40-50 mm |
| CN108994419A (en) * | 2018-08-20 | 2018-12-14 | 江苏科技大学 | A kind of pecker composite overlaying manufacturing method |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1359032A1 (en) * | 1986-07-16 | 1987-12-15 | Грузинский политехнический институт | Mandrel for rolling tubes |
| RU2055660C1 (en) * | 1992-07-28 | 1996-03-10 | Пермский машиностроительный завод им.В.И.Ленина | Process of manufacture of mandrel for pilgrim rolling of pipes |
| US6260396B1 (en) * | 1999-01-26 | 2001-07-17 | Sms Demag Ag | 2-Roll piercing mill and method of producing hollow blocks from high alloy steels |
| JP2002192205A (en) * | 2000-12-27 | 2002-07-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Plugs for seamless steel pipe production |
| JP2003181591A (en) * | 2001-12-19 | 2003-07-02 | Nippon Tubular Products Kk | Method for manufacturing mandrel used for seamless steel pipe |
| EP1155754A3 (en) * | 2000-05-17 | 2004-02-04 | SMS Demag AG | Mandrel for skew rolling of metallic hollow bodies in skew rolling mills |
-
2004
- 2004-02-04 RU RU2004103232/02A patent/RU2262998C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1359032A1 (en) * | 1986-07-16 | 1987-12-15 | Грузинский политехнический институт | Mandrel for rolling tubes |
| RU2055660C1 (en) * | 1992-07-28 | 1996-03-10 | Пермский машиностроительный завод им.В.И.Ленина | Process of manufacture of mandrel for pilgrim rolling of pipes |
| US6260396B1 (en) * | 1999-01-26 | 2001-07-17 | Sms Demag Ag | 2-Roll piercing mill and method of producing hollow blocks from high alloy steels |
| EP1155754A3 (en) * | 2000-05-17 | 2004-02-04 | SMS Demag AG | Mandrel for skew rolling of metallic hollow bodies in skew rolling mills |
| JP2002192205A (en) * | 2000-12-27 | 2002-07-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Plugs for seamless steel pipe production |
| JP2003181591A (en) * | 2001-12-19 | 2003-07-02 | Nippon Tubular Products Kk | Method for manufacturing mandrel used for seamless steel pipe |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2327749C1 (en) * | 2006-09-06 | 2008-06-27 | ОАО "Синарский трубный завод" | Method of fabricating work holders of tube mills at lengthwise tube rolling |
| RU2449845C1 (en) * | 2010-12-06 | 2012-05-10 | Открытое акционерное общество "Синарский трубный завод" | Mandrel for pipe lengthwise rolling mill |
| RU2537340C2 (en) * | 2013-03-22 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" | RECONDITIONING OF PILGER MILL MANDREL USED FOR HOT ROLLED 273-550 mm-DIA PIPES MADE OF "25-2¦1L"-GRADE STEEL WITH INITIAL SURFACE SORBITE PLY DEPTH OF 40-50 mm |
| CN108994419A (en) * | 2018-08-20 | 2018-12-14 | 江苏科技大学 | A kind of pecker composite overlaying manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004103232A (en) | 2005-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2008329579B8 (en) | An axle from a seamless tube for railroad vehicles, and a process for manufacturing an axle from a seamless steel tube for railroad vehicles | |
| JP4832287B2 (en) | Manufacturing method of cold-worked high-strength seamless corrosion-resistant pipe | |
| 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 | |
| RU2387501C2 (en) | FABRICATION METHOD OF SEAMLESS HOT-DEFORMED MECHANICALLY TREATED TUBES WITH DIAMETRE OF 530-550 mm FROM CORROSION-RESISTANT DIFFICULT-TO-FORM GRADES OF STEEL AND ALLOYS ON TUBE-FORMING INSTALLATION 8-16" WITH PILGER MILLS | |
| US8920296B2 (en) | Forged roll meeting the requirements of the cold rolling industry and a method for production of such a roll | |
| CN101285151A (en) | Oil casing with high strength and toughness and production method thereof | |
| CN102513361A (en) | Hot-rolled repairing method for waste and old oil pipes | |
| WO2015088388A1 (en) | Method for manufacturing cold rolled pipes from alpha- and pseudo-αlpha titanium alloys | |
| US5359773A (en) | Manufacturing method of the roll main body of a caliber roll | |
| RU2262998C1 (en) | Method for making mandrel for pilger rolling of tubes | |
| US20090065102A1 (en) | High Strength Seamless Steel Pipe for Machine Structure Use Superior in Toughness and Weldability, and Method of Production of The Same | |
| CN115491592A (en) | 20MnCr5 gear steel and rolling method thereof | |
| 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 | |
| RU2256708C2 (en) | Method of production of triblets of pilgrim-step rolling mills | |
| FR2926739A1 (en) | Anti-weld tube shaped axle for a road vehicle, comprises steel alloy comprising carbon, manganese, sulfur, phosphorous, aluminum, silicon, molybdenum, niobium and/or vanadium, where the axle has minimum elastic limit of specified range | |
| CN114807556B (en) | Method for producing Q960E ultrahigh-strength steel through online quenching | |
| RU2249052C2 (en) | Method for making mandrels of pilger rolling mills | |
| RU2009215C1 (en) | Method for production of shells operating under internal pressure | |
| 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 | |
| RU2322318C2 (en) | Method for making and exploiting drifts of pilger mills for producing hot rolled tubes of large and mean diameters | |
| RU2238810C2 (en) | Method for manufacture and operation of pilger mill mandrels from steel for producing of hot rolled pipes of large and average diameter | |
| RU2248853C2 (en) | Method for making pilger mill mandrel and exploiting it | |
| RU2328354C2 (en) | Method of production and operation of pilger mill mandrels | |
| RU2268798C2 (en) | Mandrel for pilger rolling of hot rolled tubes | |
| Korotkov et al. | Investigations into plasma quenching |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090205 |