RU2537340C2 - 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 - Google Patents
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 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2537340C2 RU2537340C2 RU2013113069/02A RU2013113069A RU2537340C2 RU 2537340 C2 RU2537340 C2 RU 2537340C2 RU 2013113069/02 A RU2013113069/02 A RU 2013113069/02A RU 2013113069 A RU2013113069 A RU 2013113069A RU 2537340 C2 RU2537340 C2 RU 2537340C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mandrels
- reconditioning
- mandrel
- regrinding
- pipes
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 14
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 14
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 title abstract 2
- IHPYMWDTONKSCO-UHFFFAOYSA-N 2,2'-piperazine-1,4-diylbisethanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CCN1CCN(CCS(O)(=O)=O)CC1 IHPYMWDTONKSCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- 239000007990 PIPES buffer Substances 0.000 title 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 13
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 239000010451 perlite Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 25
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 16
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 20
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 9
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 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
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 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
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу изготовления и эксплуатации технологического инструмента пилигримовых станов, в частности дорнов из стали марки 25Х2М1Ф для производства 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 for pilgrim mills, in particular mandrels of steel grade 25X2M1F for the production of hot-rolled pipes of large and medium diameters (273-550 mm).
Известен способ изготовления и эксплуатации дорнов пилигримовых станов для производства горячекатаных труб, включающий отливку слитков из стали марки СД1 (50ХН) с химсоставом по ГОСТ 4543-71 (углерод - 0,46-0,54%; марганец - 0,5-0,8%; кремний - 0,17-0,37%; хром - 0,45-0,75%; никель - 1,0-1,4%; фосфор - не более 0,3% и медь - не более 0,3%), ковку их в цилиндрические заготовки (поковки) размером 280-570×6000 мм с уковом 2,25-2,50, 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 последующей обкаткой или шлифовкой поверхности и эксплуатацию их до выхода из строя по сетке разгарных трещин, продольным трещинам и "волне" (Ф.А.Данилов и др. Горячая прокатка труб. - м.: Металлургиздат, 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 ЧТПЗ").A known method of manufacturing and operating mandrels of pilgrim mills for the production of hot rolled pipes, including casting ingots from steel grade SD1 (50XH) with a chemical composition according to GOST 4543-71 (carbon - 0.46-0.54%; manganese - 0.5-0, 8%; silicon - 0.17-0.37%; chromium - 0.45-0.75%; nickel - 1.0-1.4%; phosphorus - not more than 0.3% and copper - not more than 0 , 3%), forging them into cylindrical billets (forgings) of 280-570 × 6000 mm in size with a draft of 2.25-2.50, rough machining with an allowance of 10-15 mm in diameter, taking into account the forgings leash during heat treatment, heat treatment processing of mandrel blanks, furs re-machining the mandrels to the final size, followed by rolling-in or grinding the surface and using them until failure on the grid of hot cracks, longitudinal cracks and the “wave” (F.A. Danilov et al. Hot rolling of pipes. - Moscow: Metallurgizdat, 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" The technological process of machining guides and work rolls of the piercing mill, mandrels and pilgrim rolls in in the shop №1 ChTPZ ").
Недостатком данного способа является то, что дорна выходят из строя по "волне" (гофрам), поверхностным разгарным кольцевым трещинам и грубым продольным трещинам, а также неравномерному истиранию их по длине (потеря геометрических размеров). Как правило, при прокатке труб диаметром 377 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. "Волна" - это пластическая деформация поверхностных слоев металла дорнов, которая обусловлена разогревом их поверхности до температуры выше 700°C и вызвана продолжительным контактом гильз-труб и дорнов или прокаткой двух и более гильз на одном дорне без охлаждения. При прокатке труб размером 426×9×35000-38000 мм время контакта дорна с гильзой-трубой составляет от 5,0 до 6,0 минут. За это время дорн на участке 2000-4000 мм от замковой части нагревается от 600 до 700°C. Наибольшую температуру дорн имеет на участке от 2000 до 3000 мм, т.е. на центральной части. Количество прокатанных труб, до появления "волны" на дорнах, различно и колеблется в пределах 300-800 тонн. 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 on the "wave" (corrugation), surface swing ring cracks 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 377 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. "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 × 35000-38000 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 2000-4000 mm from the castle part is heated from 600 to 700 ° C. The mandrel has the highest temperature in the area from 2000 to 3000 mm, i.e. on the central part. The number of rolled pipes before the appearance of the “wave” on the mandrels is different and varies between 300-800 tons. 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.
В трубной промышленности также известен способ изготовления и эксплуатации дорнов пилигримовых станов из стали марки СД 2 (25Х2М1Ф) для производства горячекатаных труб большого и среднего диаметров, включающий ковку, термическую обработку дорновых заготовок, механическую обработку дорнов на чистовой размер, шлифовку поверхности и эксплуатацию их до выхода из строя по сетке разгарных трещин (патент RU №2055660, Кл. В21В 21/00, 10.03.1992).The pipe industry also knows a method for the manufacture and operation of mandrels of pilgrim mills of steel grade SD 2 (25X2M1F) for the production of hot-rolled pipes of large and medium diameters, including forging, heat treatment of mandrel blanks, machining of mandrels to the final size, grinding the surface and operating them up to failure on the grid of high-level cracks (patent RU No. 2055660, Cl. B21B 21/00, 03/10/1992).
Недостатком данного способа является то, что дорна 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 дорен, которые нагреваются при контакте с горячими гильзами-трубами до температуры выше критической Ac1-Ac3 (≈700°C). Образование сетки разгарных трещин есть результат необратимых структурных изменений (сдвиговых деформаций внутри зерна, дробление зерен, образование разрыхлений и 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 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.The disadvantage of this method is that mandrels 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 as a result of thermal and structural stresses in the surface layer of the doruns, which are heated by contact with hot tube sleeves to temperatures above the critical Ac1-Ac3 (≈700 ° C). 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 loosening and 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 техническим решением является способ изготовления и эксплуатацин дорнов пилигримовых станов из стали марки СД2 (25Х2М1Ф) для производства горячекатаных труб большого и среднего диаметров, включающий ковку поковок, черновую механическую обработку, термическую обработку дорновых заготовок с получением на поверхности слоя сорбита глубиной 40-50 мм, механическую обработку дорнов на чистовой размер с последующей обкаткой или шлифовкой поверхности, эксплуатацию их до начала интенсивного образования сетки разгарных трещин, переточку на меньший диаметр с последующей шлифовкой или обкаткой роликом, до появления в микроструктуре сорбита отдельных участков перлита, величину которого определяют из выражения Dn=Dн-2Δ, где Dn - минимальный диаметр дорна после переточки, мм; Dн - начальный диаметр дорна после изготовления, мм; Δ - толщина поверхностного слоя дорна, имеющая структуру сорбита, мм, первую переточку дорнов на меньший диаметр через 0,75-0,80, вторую через 0,5-0,55, а третью через 0,3-0,35 их средней первоначальной стойкости, эксплуатацию дорнов после третьей переточки до выхода их из строя и увеличение величины съема металла по диаметру за каждую последующую переточку в 1,2-1,3 раза.The closest technical solution is a method of manufacturing and operating mandrels of pilgrim mills from steel grade SD2 (25X2M1F) for the production of hot-rolled pipes of large and medium diameters, including forging of forgings, rough machining, heat treatment of mandrel blanks to produce 40-50 depth sorbitol on the surface mm, the machining of the mandrels to the final size, followed by the running-in or grinding of the surface, their operation until the beginning of the intensive formation of a grid of high-level cracks, etochku a smaller diameter, followed by polishing or burnishing roller, until the microstructure sorbitol individual sections perlite, the value of which is determined by the expression D n = D n -2Δ, where D n - minimum diameter mandrel after regrinding, mm; D n - the initial diameter of the mandrel after manufacturing, mm; Δ is the thickness of the surface layer of the mandrel having a sorbitol structure, mm, the first regrind of the mandrels to a smaller diameter after 0.75-0.80, the second after 0.5-0.55, and the third after 0.3-0.35 of their average initial durability, the operation of the mandrels after the third regrinding before their failure and an increase in the amount of metal removal in diameter for each subsequent regrinding by 1.2-1.3 times.
Недостатком данного способа является то, что при среднем расходе дорнов 3,5 кг на тонну труб каждый дорн участвует в процесс прокатки от 25 до 50 раз. В процессе эксплуатации дорна шлифуются не более 4-х раз. После каждой прокатки дорна складируются в пирамиды. Некоторые дорна от прокатки до прокатки могут находиться в пирамидах от нескольких дней до нескольких месяцев. При длительном нахождении дорнов в пирамидах на них оседает пыль и они подвергаются коррозийному воздействию. Использование таких дорнов приводит к их интенсивному износу и повышенной шероховатости внутренней поверхности труб. При прокатке первых труб из труднодеформируемых марок стали и сплавов происходят затяжки дорнов в трубах. С целью исключения затяжек и настройки стана производят разогрев и обкатку дорнов путем прокатки 2-3 углеродистых гильз.The disadvantage of this method is that with an average consumption of mandrels of 3.5 kg per ton of pipe, each mandrel is involved in the rolling process from 25 to 50 times. During operation, the mandrel is polished no more than 4 times. After each rolling, the mandrels are stored in pyramids. Some mandrels from rolling to rolling can be in the pyramids from several days to several months. With a long stay of the mandrels in the pyramids, dust settles on them and they are exposed to corrosive attack. The use of such mandrels leads to their intensive wear and increased roughness of the inner surface of the pipes. When rolling the first pipes from hard-deformed grades of steel and alloys, the mandrels are tightened in the pipes. In order to eliminate puffs and adjust the mill, the mandrels are heated and run by rolling 2-3 carbon sleeves.
Задачей предложенного способа является увеличение стойкости дорнов пилигримовых станов для производства горячекатаных труб большого и среднего диаметров, исключение затяжек дорнов при прокатке труб из труднодеформируемых марок стали и сплавов, снижение шероховатости внутренней поверхности труб, а следовательно, снижение стоимости дорнов.The objective of the proposed method is to increase the durability of the mandrels of pilgrim mills for the production of hot-rolled pipes of large and medium diameters, to avoid tightening the mandrels when rolling pipes from difficult to deform grades of steel and alloys, to reduce the roughness of the inner surface of the pipes, and therefore, to reduce the cost of mandrels.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления и эксплуатации дорнов пилигримовых станов из стали марки СД2 (25Х2М1Ф) для производства труб большого и среднего диаметров, включающем ковку, черновую механическую обработку дорновых заготовок, термическую обработку дорновых заготовок с получением на поверхности слоя сорбита глубиной 40-50 мм, механическую обработку дорнов на чистовой размер, шлифовку поверхности, с последующей обкаткой роликом, эксплуатацию дорнов до начала интенсивного образования сетки разгарных трещин, трехкратную переточку на меньший диаметр до появления в микроструктуре сорбита отдельных участков перлита с последующей шлифовкой поверхности - первую переточку на меньший диаметр через 0,75-0,80, вторую через 0,5-0,55, а третью через 0,30-0,35 их средней первоначальной стойкости с увеличением съема металла по диаметру за каждую последующую переточку в 1,2-1,3 раза, эксплуатацию дорнов после третьей переточки до выхода их из строя, при этом удаление окалины и шлифовку дорнов производят перед каждым их использованием.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method for the manufacture and operation of mandrels of pilgrim mills of steel grade SD2 (25X2M1F) for the production of pipes of large and medium diameters, including forging, rough machining of mandrel blanks, heat treatment of mandrel blanks to obtain a sorbitol layer on the surface 40-50 mm deep, machining the mandrels to the final size, grinding the surface, followed by rolling in the roller, operation of the mandrels before the intensive formation of se ki of hot cracks, three times regrind to a smaller diameter until separate sections of perlite appear in the sorbitol microstructure with subsequent grinding of the surface - the first regrind to a smaller diameter after 0.75-0.80, the second after 0.5-0.55, and the third through 0 , 30-0.35 of their average initial resistance with an increase in the removal of metal in diameter for each subsequent regrinding by 1.2-1.3 times, the operation of the mandrels after the third regrinding before their failure, while descaling and grinding of the mandrels is carried out before every use of them.
Дорны в процессе работы подвергаются многократному циклическому нагреву и охлаждению. Кроме теплового воздействия дорна 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 после прокатки. Из-за непостоянства очага деформации за один оборот валков давление на дорна 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 перепадов рабочей поверхности дорнов за один цикл их работы (охлаждение до температуры 60-80°C в ванне с водой и смазкой, нагрев в процессе прокатки и работа в течение 3,5-6,0 минут при температуре 600-700°C). Совместные действия больших температур, давлений и сил трения приводят к быстрому выходу дорнов из строя, в основном по сетке разгарных трещин. Для снижения сил трения, на контакте поверхность дорна и внутренняя поверхность гильзы - трубы, дорна перед каждой прокаткой необходимо шлифовать до удаления окалины и ржавчины, т.е. удалять окисленный слой толщиной от 0,02-0.03 мм. 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. в ширь и в глубь. В этот момент, т.е. через 0,75-0,80 от средней первоначальной стойкости, дорна принудительно изымают из эксплуатации и перетачивают на меньший диаметр, т.е. для прокатки труб данного диаметра с более толстыми стенками или труб меньшего диаметра с тонкими стенками. Величину съема металла на сторону (по радиусу) при первой переточке принимают равной 8-10 мм. Дорна после переточки подвергают обкатке или шлифовке и возвращают в технологический цикл производства. Дорна после первой переточки эксплуатируют до появления (зарождения) сетки разгарных трещин. Величину компании (работы дорнов) после первой переточки принимают равной 0,5-0,55 от средней первоначальной их стойкости. Цикл обработки дорнов повторяют, т.е. их изымают из технологического процесс, перетачивают на меньший размер, обкатывают или шлифуют по наружной поверхности. Величину съема металла во время второй переточки увеличивают в 1,2-1,3 раза, т.е. толщина снимаемого слоя составляет 10-13 мм, которая зависит от размерного ряда прокатываемых труб. Технологический цикл после второй переточки повторяют через 0,30-0,35 от средней первоначальной стойкости, а величину съема металла на сторону принимают равной 1,2-1,3 от величины съема металла после второй переточки, т.е. 12-17 мм. После третьей переточки дорна эксплуатируют до выхода их из строя. Таким образом, общая величина съема металла на сторону (по радиусу) от черновых заготовок (после термической обработки) до выхода дорнов из строя составляет от 37,5 до 47 мм.The mandrels during operation are subjected to repeated cyclic heating and cooling. In addition to the thermal effects, the mandrels are subjected to pressure from the rolls of the pilgrim mill and longitudinal tension caused by the frictional forces of the deformable metal during rolling and extraction of the mandrels from the pipes by the feeding apparatus after rolling. Due to the inconstancy of the deformation zone during one revolution of the rolls, the pressure on the mandrel and the action of 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, large temperature differences of the working surface of the mandrels in one cycle of their operation (cooling to a temperature of 60-80 ° C in a bath with water and grease, heating during rolling and operation for 3.5-6.0 minutes at a temperature of 600-700 ° C). The combined actions of high temperatures, pressures and friction forces lead to a quick failure of the mandrels, mainly along the grid of high-level cracks. To reduce friction, at the contact, the surface of the mandrel and the inner surface of the sleeve - pipes, mandrel must be ground before each rolling to remove scale and rust, i.e. remove the oxidized layer with a thickness of 0.02-0.03 mm. 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 in depth. At this moment, i.e. after 0.75-0.80 of the average initial resistance, the mandrel is forcibly taken out of service and grind to a smaller diameter, i.e. for rolling pipes of a given diameter with thicker walls or pipes of a smaller diameter with thin walls. The amount of metal removal to the side (along the radius) at the first regrinding is taken equal to 8-10 mm. After regrinding, the mandrel is run-in or polished and returned to the production cycle. After the first regrinding, the mandrel is exploited until the appearance of a network of hot cracks. The value of the company (the work of the mandrels) after the first regrinding is taken equal to 0.5-0.55 of their average initial durability. The mandrel processing cycle is repeated, i.e. they are removed from the process, grind to a smaller size, run or grind on the outer surface. The amount of metal removal during the second regrinding is increased by 1.2-1.3 times, i.e. the thickness of the removed layer is 10-13 mm, which depends on the size range of the rolled pipes. The technological cycle after the second regrind is repeated after 0.30-0.35 of the average initial resistance, and the amount of metal removal to the side is taken equal to 1.2-1.3 of the amount of metal removal after the second regrind, i.e. 12-17 mm. After the third regrinding, the mandrel is operated until they fail. Thus, the total amount of metal removal to the side (along the radius) from the rough blanks (after heat treatment) to the failure of the mandrels is from 37.5 to 47 mm.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ изготовления и эксплуатации дорнов пилигримовых станов из стали марки СД2 (25Х2М1Ф) для производства горячекатаных труб большого и среднего диаметров отличается от известного тем, что удаление окалины и шлифовку дорнов производят перед каждым их использованием. 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 from steel grade SD2 (25X2M1F) for the production of hot-rolled pipes of large and medium diameters differs from the known one in that descaling and grinding of the mandrels is performed before each use. These differences allow us to conclude that the criterion of "inventive step".
Сравнение заявляемого способа не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, что соответствует патентоспособности " изобретательский уровень".Comparison of the proposed method not only with the prototype, but also with other technical solutions in the art did not allow them to identify signs that distinguish the claimed method from the prototype, which corresponds to the 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 и 360/361 мм для прокатки труб размером 426×10 и 377×9 мм. На дорнах диаметром 360/361 мм, изготовленных и эксплуатированных по существующей технологии, до первой переточки было прокатано по 600 тонн труб размером 377×9 мм по ГОСТ 8732. Дорна выдавались на стан 4 раза, а затем дорна были переточены на диаметр 351/352 мм. После переточки дорна были прошлифованы. На дорнах диаметром 351/352 до второй переточки за три установки было прокатано по 420 тонн труб размером 377×15 мм. Дорна диаметром 351/352 мм были переточены на диаметр 333/334 мм и прошлифованы. На дорнах диаметром 333/334 мм до третьей переточки за три установки было прокатано 275 тонн труб размером 351×9 мм. Затем дорна диаметром 333/334 мм были переточены и прошлифованы на размер 312/313 мм, на которых за три установки было прокатано 305 тонн труб размером 325×8 мм. Оба дорна вышли из строя по сетке разгарных трещин. Таким образом, на дорнах диаметром 360/361 мм, изготовленных и эксплуатированных по существующей технологии, от начала их эксплуатации до выхода из строя прокатано 1600 тонн труб по ГОСТ 8732. Шлифовки дорнов производились только после изготовления новых дорнов и переточек - четыре раза. Сортамент прокатываемых труб на дорнах, изготовленных и эксплуатированных по предлагаемой технологии, был аналогичен, а именно 377×9, 377×15, 351×9 и 325×8 мм. На дорнах диаметром 360/361 мм, изготовленных и эксплуатированных по предлагаемой технологии, от начала до выхода их из строя прокатано 1982 тонны труб по ГОСТ 8732. Дорна по предлагаемой технологии шлифовались после каждого их использования (после каждой установки), а именно - 17 раз. Удельный расход дорнов диаметром 360/361 мм, эксплуатируемых по существующей технологии, составил 2,25 кг/тн труб, а дорнов, эксплуатируемых по предлагаемой технологии, - 1,82 кг/тн.The method was tested on a pipe-rolling installation with 8-16 pilgrim mills of ChTPZ OJSC. Two new mandrels with a diameter of 409/410 and 360/361 mm were set in production for rolling pipes of 426 × 10 and 377 × 9 mm in size. On mandrels with a diameter 360/361 mm, manufactured and operated according to the existing technology, 600 tons of pipes 377 × 9 mm in size were rolled according to GOST 8732 before the first regrinding. The mandrels were issued 4 times to the mill, and then the mandrels were regrind to a diameter of 351/352 mm. the mandrels were sanded. On mandrels with a diameter of 351/352 to the second regrinding in three installations 420 tons of pipes 377 × 15 mm in size were rolled, 351/352 mm diameter mandrels were regrind to 333/334 mm diameter and polished. On 333/334 mm diameter mandrels 275 tons of 351 × pipes were rolled into three installations for three installations; 9 mm Then, the mandrel with a diameter of 333/334 mm was grind and ground to a size of 312/313 mm, on which 305 tons of 325 × 8 mm pipes were rolled over three installations, both mandrels were damaged along the grid of high-grade cracks. Thus, on the mandrels with a diameter of 360/361 mm, manufactured and operated according to the existing technology, 1600 tons of pipes were rolled according to GOST 8732 from the beginning of their operation to failure. Grinding of the mandrels was carried out only after the manufacture of new mandrels and regrindings - four times. The assortment of rolled tubes on the mandrels manufactured and operated according to the proposed technology was similar, namely 377 × 9, 377 × 15, 351 × 9 and 325 × 8 mm. On the mandrels with a diameter of 360/361 mm, manufactured and operated according to the proposed technology, 1982 tons of pipes were rolled according to GOST 8732 from the beginning to their failure. The mandrels were sanded after each use (after each installation), namely 17 times . The specific consumption of mandrels with a diameter of 360/361 mm operated by the existing technology amounted to 2.25 kg / ton of pipes, and the mandrels operated by the proposed technology amounted to 1.82 kg / ton.
На дорнах диаметром 409/410 мм, изготовленных и эксплуатированных по существующей технологии, до первой переточки было прокатано по 850 тонн труб размером 426×10 мм по ГОСТ 8732. Дорна выдавались на стан 5 раз, а затем дорна были переточены на диаметр 390/391 мм. После переточки дорна были прошлифованы. На дорнах диаметром 390/391 до второй переточки за четыре установки было прокатано по 550 тонн труб размером 406×9 мм. Дорна диаметром 390/391 мм были переточены на диаметр 378/379 мм и прошлифованы. На дорнах диаметром 378/379 мм до третьей переточки за три установки было прокатано 375 тонн труб размером 402×14 мм. Затем дорна диаметром 378/379 мм были переточены и прошлифованы на размер 360/361 мм, на которых за четыре установки было прокатано 415 тонн труб размером 377×9 мм. Оба дорна вышли из строя по сетке разгарных трещин. Таким образом, на дорнах диаметром 409/410 мм, изготовленных и эксплуатированных по существующей технологии, от начала их эксплуатации до выхода из строя прокатано 2190 тонн труб по ГОСТ 8732. Шлифовки дорнов производились только после изготовления новых дорнов и переточек - четыре раза. Сортамент прокатываемых труб на дорнах диаметром 409/410 мм, изготовленных и эксплуатированных по предлагаемой технологии, был аналогичен, а именно 426×10, 406×9, 402×14 и 377×8 мм. На дорнах диаметром 409/410 мм, изготовленных и эксплуатированных по предлагаемой технологии, от начала до выхода их из строя прокатано 2650 тонн труб по ГОСТ 8732. Дорна по предлагаемой технологии шлифовались после каждого их использования (после каждой установки), а именно - 21 раз. Удельный расход дорнов диаметром 409/410 мм, эксплуатируемых по существующей технологии, составил 2,14 кг/тн труб, а дорнов, эксплуатируемых по предлагаемой технологии, - 1,77 кг/тн.Before the first regrinding, 850 tons of pipes of 426 × 10 mm in accordance with GOST 8732 were rolled on the mandrels with a diameter of 409/410 mm, manufactured and operated according to the existing technology. The mandrels were issued 5 times to the mill, and then the mandrels were regrind to a diameter of 390/391 mm After regrinding the mandrel were sanded. On the mandrels with a diameter of 390/391, 550 tons of pipes 406 × 9 mm in size were rolled for four installations to the second regrinding. Dorn with a diameter of 390/391 mm were ground to a diameter of 378/379 mm and sanded. On the mandrels with a diameter of 378/379 mm, up to the third regrinding, 375 tons of pipes 402 × 14 mm in size were rolled for three installations. Then the mandrel with a diameter of 378/379 mm was ground and ground to a size of 360/361 mm, on which 415 tons of pipes 377 × 9 mm in size were rolled in four installations. Both mandrels failed on a grid of high-level cracks. Thus, on the mandrels with a diameter of 409/410 mm, manufactured and operated according to the existing technology, from the beginning of their operation to failure, 2190 tons of pipes were rolled in accordance with GOST 8732. The mandrels were polished only after the manufacture of new mandrels and regrindings - four times. The range of rolled pipes on mandrels with a diameter of 409/410 mm, manufactured and operated by the proposed technology, was similar, namely 426 × 10, 406 × 9, 402 × 14 and 377 × 8 mm. On the mandrels with a diameter of 409/410 mm, manufactured and operated according to the proposed technology, from the beginning to their failure 2650 tons of pipes were rolled according to GOST 8732. The mandrels were sanded after each use (after each installation), namely 21 times . The specific consumption of mandrels with a diameter of 409/410 mm operated by the existing technology amounted to 2.14 kg / ton of pipes, and the mandrels operated by the proposed technology amounted to 1.77 kg / ton.
Данные по стойкости дорнов пилигримовых станов ТПУ 8-16”, изготовленных и эксплуатируемых по существующей и предлагаемой технологиям, приведены в таблице.Data on the durability of the mandrels of pilgrim mills TPU 8-16 ”, manufactured and operated according to the existing and proposed technologies, are given in the table.
Из таблицы видно, что по предлагаемому способу изготовления и эксплуатации дорнов из стали марки СД2 (25Х2М1Ф) диаметром 360/361 и 409/410 получено снижение удельного расхода, соответственно, с 2,25 до 1,82 и с 2,14 до 1,77 кг/тн труб или увеличение срока их службы (стойкости), соответственно, в 1,24 и 1,21 раза.The table shows that the proposed method for the manufacture and operation of mandrels from steel grade SD2 (25X2M1F) with a diameter of 360/361 and 409/410 resulted in a decrease in specific consumption, respectively, from 2.25 to 1.82 and from 2.14 to 1, 77 kg / t of pipes or an increase in their service life (resistance), respectively, by 1.24 and 1.21 times.
Использование предлагаемого способа изготовления и эксплуатации дорнов пилигримовых станов из стали марки СД2 (25Х2М1Ф) на трубопрокатной установке 8-16” с пилигримовыми станами ОАО "ЧТПЗ" для производства горячекатаных труб большого и среднего диаметров позволит снизить расход дорнов за счет удаления окалины и шлифовки их перед каждой установкой в стан.Using the proposed method for the manufacture and operation of mandrels of pilgrim mills made of steel grade SD2 (25X2M1F) on an 8-16 ”pipe rolling plant with Pilgrim mills of OAO ChTPZ for the production of hot-rolled pipes of large and medium diameters will reduce the consumption of mandrels by removing scale and grinding them before each installation in the mill.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013113069/02A RU2537340C2 (en) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013113069/02A RU2537340C2 (en) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013113069A RU2013113069A (en) | 2014-09-27 |
| RU2537340C2 true RU2537340C2 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=51656426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013113069/02A RU2537340C2 (en) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2537340C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2238810C2 (en) * | 2002-07-17 | 2004-10-27 | ОАО "Челябинский трубопрокатный завод" | Method for manufacture and operation of pilger mill mandrels from steel for producing of hot rolled pipes of large and average diameter |
| RU2262998C1 (en) * | 2004-02-04 | 2005-10-27 | ОАО "Челябинский трубопрокатный завод" | Method for making mandrel for pilger rolling of tubes |
| RU2268798C2 (en) * | 2004-02-04 | 2006-01-27 | ОАО "Челябинский трубопрокатный завод" | Mandrel for pilger rolling of hot rolled tubes |
| JP2007038296A (en) * | 2005-06-28 | 2007-02-15 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Cold rolling method for metal tubes |
-
2013
- 2013-03-22 RU RU2013113069/02A patent/RU2537340C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2238810C2 (en) * | 2002-07-17 | 2004-10-27 | ОАО "Челябинский трубопрокатный завод" | Method for manufacture and operation of pilger mill mandrels from steel for producing of hot rolled pipes of large and average diameter |
| RU2262998C1 (en) * | 2004-02-04 | 2005-10-27 | ОАО "Челябинский трубопрокатный завод" | Method for making mandrel for pilger rolling of tubes |
| RU2268798C2 (en) * | 2004-02-04 | 2006-01-27 | ОАО "Челябинский трубопрокатный завод" | Mandrel for pilger rolling of hot rolled tubes |
| JP2007038296A (en) * | 2005-06-28 | 2007-02-15 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Cold rolling method for metal tubes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013113069A (en) | 2014-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| 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 | |
| RU2523398C1 (en) | PRODUCTION OF SEAMLESS COLD-FORMED OIL-WELL TUBING SIZED TO 114,3×6, 8×9000-10700 mm FROM CORROSION-RESISTANT ALLOY OF "ХН30МДБ-Ш" GRADE | |
| CN105817840A (en) | Machining and producing process of seamless steel pipe | |
| RU2527578C2 (en) | PRODUCTION OF SEAMLESS COLD-FORMED OIL-WELL TUBING SIZED TO 88,9×6,45×9000-10700 mm FROM CORROSION-RESISTANT ALLOY OF "ХН30МДБ-Ш" GRADE | |
| CN102513361A (en) | Hot-rolled repairing method for waste and old oil pipes | |
| RU2238810C2 (en) | Method for manufacture and operation of pilger mill mandrels from steel for producing of hot rolled pipes of large and average diameter | |
| RU2537340C2 (en) | 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 | |
| RU2545950C2 (en) | PRODUCTION OF SEAMLESS COLD-FORMED OIL-WELL TUBING SIZED TO 168,3×10,6×5000-10000 mm | |
| RU2256708C2 (en) | Method of production of triblets of pilgrim-step rolling mills | |
| RU2328354C2 (en) | Method of production and operation of pilger mill mandrels | |
| RU2322318C2 (en) | Method for making and exploiting drifts of pilger mills for producing hot rolled tubes of large and mean diameters | |
| 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 | |
| RU2262998C1 (en) | Method for making mandrel for pilger rolling of tubes | |
| RU2249052C2 (en) | Method for making mandrels of pilger rolling mills | |
| RU2248853C2 (en) | Method for making pilger mill mandrel and exploiting it | |
| 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 | |
| RU2542132C2 (en) | METHOD OF FABRICATION OF COMMERCIAL PIPES WITH SIZE 406,4+0,4/-0×14,38+0,28/-0,72 mm FROM TITANIUM ALLOY Gr 29 FOR FURTHER USE IN GEOTHERMAL WELLS CONSTRUCTION | |
| RU2613817C1 (en) | METHOD FOR PRODUCING SEAMLESS PIPES OF 377×8-13 mm SIZE MADE OF STEEL OF "08Х18Н10Т-Ш" GRADE | |
| RU2523399C1 (en) | Production of rerolled long-sized pipes from iron-nickel- and nickel-based alloys at pru with pilger mills | |
| RU2788284C1 (en) | Method for the production of seamless hot-formed corrosion-resistant pipes from austenitic steel | |
| RU2620204C1 (en) | METHOD OF PRODUCING SEAMLESS MACHINED PIPES WITH 530 × 13-18 mm SIZE FROM STEEL OF "08Х18Н10-Ш" GRADE | |
| RU2527560C2 (en) | PRODUCTION OF 550×25-30 mm SEAMLESS HOT-ROLLED PIPES FOR STEAM BOILERS, STEAM PIPELINES AND MANIFOLDS OF PLANTS WITH HIGH AND SUPERHIGH STEAM PARAMETERS OF "10Х9МФБ-Ш"-GRADE STEEL | |
| RU2613815C1 (en) | METHOD FOR PRODUCING SEAMLESS PIPES WITH DIAMETER OF 426×8-10 mm SIZE FOR NUCLEAR POWER FACILITIES OF STEEL OF "08Х18Н10-Ш" GRADE | |
| RU2315673C2 (en) | Method for producing hot rolled commercial and conversion tubes of large and mean diameters of corrosion resistant hard-to-form kinds of steels and alloys in tube rolling plants with pilger mills | |
| RU2614478C1 (en) | METHOD OF MANUFACTURING SEAMLESS PIPES OF SIZE 426 × 17-19 mm FOR NUCLEAR POWER FACILITIES OF STEEL OF "08X18Н10-Ш" GRADE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180323 |