Способ изготовления оправки для пилигримовой прокатки труб

 

Использование: для пилигримовой прокатки труб с более повышенной стойкостью к разгарным трещинам и большей сопротивляемостью к неравномерному истиранию и образованию дефекта типа "волна". Оправку, состоящую из замковой и рабочей частей, изготавливают ковкой конического слитка с уковом рабочей части, линейно возрастающим в направлении к замковой части с отношением максимальной величины укова к минимальной его величине, составляющим 1,26... 1,56. 1 табл.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, точнее к ковке, и предназначено для применения при изготовлении оправок, используемых при получении металлических труб на пильгерстанах горячей прокатки.

При прокатке труб рабочая поверхность оправки (дорна) подвержена различным видам износа, возрастающего в направлении к замковой части [1] Причинами забраковки дорнов являются такие виды износа, как "волна" и сетка разгарных трещин на рабочей поверхности, а также неравномерное ее истирание по длине (потеря размеров). Возникновение указанных дефектов провоцируется неравномерностью нагрузок, возникающих при прокатке труб и увеличивающихся в направлении к замковой части.

Известен способ изготовления цилиндрической оправки для пилигримовой прокатки труб диаметром 370 мм, состоящий из замковой и рабочей частей, путем ковки непрерывнолитого слитка сечением 450 х 540 мм с одинаковой уковкой (2,29) по всей длине рабочей части [2] Оправки, полученные из этой заготовки, имеют низкую стойкость (расход оправки составляет 3,5-3,7 кг на 1 т прокатанных труб) из-за появления разгарных трещин на рабочей поверхности и такого вида износа, как "волна".

Также известен способ изготовления аналогичной оправки путем ковки цилиндрического слитка электрошлакового переплава диаметром 550 мм с одинаковой уковкой (2,2) по всей длине рабочей части [3] Данный способ принят за прототип.

Металл электрошлакового переплава обладает более высокими вязкостными характеристиками, что позволяет значительно снизить забраковку дорнов по разгарным трещинам. Однако дефект "волна" и неравномерность истирания рабочей поверхности, появляющиеся при эксплуатации дорнов, сохраняются и не позволяют заметно снизить их расход.

Задачей изобретения является разработка способа изготовления оправки, имеющей повышенную стойкость к разгарным трещинам и обладающей большей сопротивляемостью к неравномерному истиранию и дефектообразованиям типа "волна".

Эта задача решается тем, что при изготовлении заготовки оправки, включающем получение конического слитка и последующую его ковку на цилиндрическую заготовку, имеющую замковую и рабочую части, ковку ее рабочей части осуществляют с линейным увеличением уковки в направлении к замковой части при отношении величин максимальной уковки к минимальной 1,26-1,56.

Изготовление заготовки оправки с вышеуказанными линейно возрастающей в направлении к ее замковой части уковкой и отношением уковок концевых участков ее рабочей части позволяет повышать твердость ее (оправки) рабочей части в направлении к замковой части в соответствии с увеличивающейся нагрузкой, приходящейся на рабочую часть оправки при прокатке труб, что значительно снижает неравномерность износа (истирание) по длине рабочей части оправки и тормозит появление дефекта "волна".

При получении рабочей части заготовки оправки с вышеуказанным отношением максимальной величины уковки к минимальной ее величине менее заявляемых пределов приводит к неравномерному износу ее рабочей части и более раннему появлению и развитию дефекта "волна", т.е. наблюдается снижение стойкости оправки с расходом ее более 2,62 кг/т проката.

Выполнение рабочей части заготовки оправки с вышеуказанным отношением максимальной величины уковки к минимальной ее величине более заявляемых пределов не приводит к заметному повышению стойкости оправки и становится нецелесообразным из-за возникновения технических трудностей при производстве слитков повышенной конусности (возрастает себестоимость слитков из-за необходимости использования кованых электродов для выплавки слитков).

В качестве исходных заготовок для изготовления поковок оправок были взяты цилиндрические слитки электрошлакового переплава диаметром 550 мм из стали СД-2-Ш следующего химического состава, углерод 0,28. марганец 0,35; кремний 0,27; хром 1,62; молибден 0,79; никель 0,53; ванадий 0,15; сера 0,012; фосфор 0,015.

Для поиска оптимального соотношения уковов по концам рабочей части оправки слитки перед ковкой подвергались оточке по индивидуальным чертежам для получения заготовок под ковку различной конусности. Это обеспечило следующее соотношение уковок по концам рабочей части оправок 1,26; 1,43; 1,56; 1,71. Слитки ковали на заготовки оправок диаметром 370 мм, отжигали при температуре 640-660^оС в течение 48 ч, производили объемную термообработку в шахтной печи (нормализация 950^оС 2 ч, закалка 920^оС 1,5 ч в масле, отпуск 570^оС 3 ч) и оточку заготовок до беловых размеров (330,2 мм).

После замера твердости в 4 точках по длине рабочей части оправок они были опробованы на Челябинском трубопрокатном заводе в качестве дорнов диаметром 330,2 мм при горячей прокатке труб толщиной стенки 9-10 мм из стали "20-трубная" и "Д-трубная".

Результаты испытаний оправок приведены в таблице.

Как видно из таблицы, применение способа изготовления оправки для пилигримовой прокатки труб, включающего получение конического слитка и последующую его ковку на цилиндрическую заготовку с линейно возрастающей уковкой рабочей части в направлении к замку при отношении величин максимальной уковки к минимальной в заявляемых в формуле изобретения пределах (варианты 1-3) позволяет увеличить стойкость оправки (расход снижается до 2,32-2,62 кг/т проката).

При указанном отношении уковок рабочей части оправки менее заявляемого значения (вариант 5) появляется дефект "волна" на рабочей части оправки, что увеличивает расход оправок до 3,05 кг/т проката, т.е. стойкость их падает.

При вышеуказанном отношении максимальной величины уковки рабочей части оправки к минимальной величине более заявляемого предела (вариант 4) увеличивается себестоимость оправки из-за необходимости использования кованого конического электрода для получения слитка, из которого куется оправка. Применение заявляемого способа изготовления оправки для пилигримовой прокатки труб позволяет увеличить стойкость оправки по сравнению с известными способами (варианты 6 и 7) с 3,5-3,7 до 2,32 кг/т без увеличения себестоимости.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПРАВКИ ДЛЯ ПИЛИГРИМОВОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ, включающий получение конического слитка и последующую его ковку на цилиндрическую заготовку, имеющую замковую и рабочую части, отличающийся тем, что ковку ее рабочей части осуществляют с линейным увеличением уковки в направлении к замковой части при отношении величин максимальной уковки к минимальной 1,26 - 1,56.

РИСУНКИ

Рисунок 1