СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПРАВОК ДЛЯ ТРУБОПРОКАТНОГО СТАНА
METHOD FOR MAKING MANDRELS FOR A TUBE-ROLLING MILL

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам изготовления оправок для трубопрокатного стана, в том числе из вышедших из строя оправок большой длины, до 15 метров, трубопрокатных станов, которые изготовлены из комплексно-легированных хромистых инструментальных сталей с содержанием хрома свыше 4%, каждого из карбидообразующих элементов и кремния - до 1% и углерода 0,32-0,44%.
Известно, что для производства горячекатаных бесшовных труб используют трубопрокатные агрегаты различного типа, например, непрерывный стан, в котором труба в процессе производства раскатывается между калибрами вращающихся валков прокатных клетей и оправкой длиной до 12 метров (см., например, Зотов В.Ф. Производство проката, 2000 г.). Материалом указанных оправок служат стали 12Х5МА, ОХН2Ф, ОХН3Ф и 65Г (см., например, Данилов Ф.А. и др. «Горячая прокатка и прессование труб», 1972, стр. 576-557).
Известен также способ изготовления оправок для трубопрокатного стана, включающий получение слитка путем электрошлакового переплава (ЭШП) собранных в пучок вышедших из строя оправок для трубопрокатного стана, выполненных из комплекснолегированных хромистых инструментальных сталей с содержанием хрома выше 4%, каждого из карбидообразующих элементов и кремния до 1%, углерода 0,32-0,44%, ковку слитка с получением поковки, обработку поковки с образованием оправки путем осуществления отжига, термической обработки, лезвийной обработки, шлифования, хромирования и хонингования и последующее испытание оправки на соответствие заданным эксплуатационным характеристикам методам неразрушающего контроля (см., например, патент РФ на изобретение №2531077). В результате указанного способа обеспечивается возможность повторного использования дорогостоящего материала для изготовления оправок.
Однако для увеличения металловыхода указанных оправок при указанном способе изготовления вышедших из строя оправок целесообразно ввести ряд технологических операций, предлагаемых в данной заявке на изобретение.
Технический результат настоящего изобретения заключается в увеличении металовыхода оправок при повторном использовании высококачественных инструментальных сталей, из которых сделаны оправки трубопрокатных станов.
Указанный технический результат достигают тем, что при изготовлении оправок для трубопрокатного стана, включающем получение слитка путем электрошлакового переплава (ЭШП) собранных в пучок вышедших из строя оправок для трубопрокатного стана, выполненных из комплекснолегированных хромистых инструментальных сталей с содержанием хрома выше 4%, каждого из карбидообразующих элементов и кремния до 1%, углерода 0,32-0,44%, ковку слитка с получением поковки, обработку поковки с образованием оправки путем осуществления отжига, термической обработки, лезвийной обработки, шлифования, хромирования и хонингования и последующее испытание оправки на соответствие заданным эксплуатационным характеристикам методом неразрушающего контроля, полученный путем ЭШП слиток охлаждают в отапливаемом колодце при температуре 600-650°С в течение 48 часов, после чего в горячем виде в термосе слиток передают для ковки, которую осуществляют на гидравлическом прессе с суммарной деформацией 50-60% с получением заготовки, которую подвергают отжигу при 900°С в течение 120 часов, а поковку получают ковкой упомянутой заготовки на радиально-обжимной машине.
Благодаря наличию приведенных признаков, появляется не только повторная возможность использования дорогостоящего материала для изготовления оправок, и при этом при их изготовлении не требуется заново производить дорогостоящую выплавку легированного металла, но и значительно увеличивается металловыход оправок.
Данные параметры способа выбраны из следующих соображений: недеформированную сталь данного класса предпочтительно формоизменять с как можно меньшей скоростью деформации, а именно ковка на гидравлическом прессе и имеет меньшую скорость деформации по сравнению с радиально-ковочной машиной; кроме того, при ковке на гидравлическом прессе в большей степени реализуется использование возможности дробности деформации; при этом ковка на гидравлическом прессе до окончательного размера не рациональна, поскольку заготовка будет иметь более высокие припуски, что повлечет за собой уменьшение металловыхода и других технико-экономических характеристик процесса; кроме того, входные параметры заготовки для реализации ковки на радиально-ковочной машине имеют определенные ограничения по размерам и по массе, поэтому ковка на гидравлическом прессе целесообразно осуществлять до тех размеров (с учетом удаления прибыльной и донной части слитка), при которых возможно реализовать последующую ковку на радиально-ковочной машине.
В качестве примера можно рассмотреть случай, когда для получения новой восстановленной оправки 0172×11500 мм, используя предлагаемый способ, были взяты две оправки 0168×12000 мм, имевшие глубокие продольные и поперечные трещины, которые практически были списаны в металлолом. Их разрезали пополам и собрали в пучок, затем с помощью электрошлакового переплава получили слиток 0600/0557×1936 мм, который охладили в отапливаемом колодце при температуре 600-650°С в течение 48 часов и в горячем виде под термосом доставили в ковочный цех, в котором находится гидравлический пресс. На нем слиток проковали до размера 0390 мм и произвели отжиг при температуре 900°С в течение 120 часов. Далее эту заготовку передали в цех с радиально-ковочной машиной, где от нее отделили прибыльную и донную часть и проковали на размер 0200×11750 мм, получая поковку. После этого поковку подвергли отжигу, обдирке до размера 0178 мм и термообработке, используя закалку с отпуском, обточили, прошлифовали и произвели хромирование и хонингование. В результате было получено требуемое изделие - новая оправка 0172×11500 мм. По сравнению с аналогом практически все поковки получались годными, а стойкость возросла с 900 проходов на трубопрокатном стане, до 1800 проходов.