дорн для пилигримовой прокатки горячекатаных труб
Классы МПК: | B21B25/00 Оправки для металлических труб, изготовляемых на прокатных станах, например оправки такого типа, которые используются в способах, отнесенных к группе 17/00; вспомогательные устройства для этого |
Автор(ы): | Сафьянов Анатолий Васильевич (RU), Вольберг Исаак Иосифович (RU), Соколинский Борис Яковлевич (RU), Лапин Леонид Игнатьевич (RU), Романцов Игорь Александрович (RU), Климов Николай Петрович (RU), Логовиков Валерий Андреевич (RU), Власов Лев Анатольевич (RU), Бусуев Владимир Фёдорович (RU), Сулацков Виктор Иванович (RU), Зыкова Наталья Борисовна (RU), Баландина Надежда Александровна (RU) |
Патентообладатель(и): | ОАО "Челябинский трубопрокатный завод" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2004-02-04 публикация патента:
27.01.2006 |
Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к конструкции технологического инструмента, в частности дорнов для пилигримовой прокатки горячекатаных труб. Дорн для пилигримовой прокатки труб состоит из замковой, рабочей и направляющей частей и выполнен из теплостойкой износостойкой стали с линейным увеличением уковки от направляющей к замковой части, направляющая часть, составляющая 0,3-0,35 общей длины дорна, выполнена из менее теплостойкой стали с одинаковым режимом термической обработки и близкими коэффициентом линейного расширения. Изобретение обеспечивает значительное снижение стоимости дорнов для пилигримовой прокатки горячекатаных труб большого и среднего диаметров за счет выполнения направляющей части дорна из менее теплостойкой и менее дорогой стали, а следовательно, снижение стоимость передела горячекатаных труб на ТПА с пилигримовыми станами. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Формула изобретения
1. Дорн для пилигримовой прокатки горячекатаных труб, состоящий из замковой, рабочей и направляющей частей, выполненных из износостойкой стали, с линейным увеличением уковки от направляющей к замковой части, при этом замковая и рабочая части дорна выполнены из теплостойкой стали, отличающийся тем, что направляющая часть дорна выполнена из менее теплостойкой стали, а рабочая и направляющая части выполнены из сталей с близкими коэффициентами линейного расширения и одинаковым режимом термической обработки.
2. Дорн по п.1, отличающийся тем, что направляющая часть составляет 0,3-0,35 общей длины дорна.
3. Дорн по п.1, отличающийся тем, что замковая и рабочая части дорна выполнены из стали 25Х2М1Ф, а направляющая часть дорна выполнена из стали 12Х1МФ.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к конструкции технологического инструмента, в частности дорнов для пилигримовой прокатки горячекатаных труб.
Известен дорн для пилигримовой прокатки горячекатаных труб, выполненный из теплостойкой износостойкой стали, состоящий из замковой, рабочей и направляющей частей. Замковая часть дорна, служит для крепления в замке подающего аппарата. Рабочая часть дорна выбирается из максимальной длины гильзы и ширины дорнового кольца. 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 (Данилов Ф.А., Глейберг А.З., Балакин В.Г. Горячая прокатка труб. Металлургиздат, 1962, с.332-333).
Недостаток такого дорна - повышенный расход дорогостоящей теплостойкой износостойкой стали марки 25Х2М1Ф, которая плохо стоит против повышенных давлений ударного действия (замковая часть дорна). Направляющую часть дорна, которая не испытывает деформационных нагрузок, а служит для схождения переднего конца трубы в момент затравки без образования дефектов в виде вмятин от валков пилигримового стана, можно выполнять из менее теплостойкой износостойкой стали (например 12Х1МФ или 40Х).
Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением является дорн, состоящий из замковой, рабочей и направляющей частей, выполненных из теплостойкой износостойкой стали с разным уковом, который увеличивается от направляющей части к замковой с отношеним величин максимальной уковки к минимальной 1.26-1,56 (патент РФ №2055660 от 10.03.96г., Бюл.№7).
Недостатком данного дорна является сложность технологии ковки и повышенный расход дорогостоящей теплостойкой износостойкой стали.
Задача изобретения - снижение стоимости дорна при сохранении его стойкости.
Поставленная цель достигается тем, что в известном дорне, состоящем из замковой, рабочей и направляющей частей, выполненных из износостойкой стали с линейным увеличением уковки от направляющей к замковой части, при этом замковая и рабочая части дорна выполнены из теплостойкой стали, направляющая часть дорна выполнена из менее теплостойкой стали, а рабочая и направляющая части выполнены из сталей с близкими коэффициентами линейного расширения и одинаковым режимом термической обработки, направляющая часть составляет 0,3-0,35 общей длины дорна, замковая и рабочая части дорна выполнены из стали 25Х2М1Ф, а направляющая часть дорна выполнена из стали 12Х1МФ.
Замковая часть дорна служит для крепления дорна в замке подающего аппарата, должна обладать высокой стойкостью против трения и повышенных давлений ударного действия, определяется конструктивно. Рабочая часть дорна выбирается из максимальной длины гильзы и ширины дорнового кольца, в процессе работы испытывает циклические нагревы до 600-700°С с последующими охлаждениями до 100°С в ваннах с водой и смазкой, а также давления до 400-500 тонн в зависимости от геометрических размеров прокатываемых труб. 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 по формуле
Lн= ср{(r0+rn)/2 б+rn n}+Lk,
где ср - средний коэффициент опережения по всей дуге рабочей части калибра, равный 1,15-1,2;
r0 - начальный радиус гребня пилигримового калибра, мм;
rn - радиус полирующей части калибра, мм;
б - угол переднего конуса (бойка), радиан;
L к - длина конического участка дорна.
Напровляющая часть дорна на трубопрокатных установках для прокатки труб большого и среднего диаметров должна иметь длину в зависимости от геометрических размеров труб от 1250 до 1500 мм, т.е. (0,3-0,35) от общей длины дорна.
Такое решение позволяет заменить на направляющей части дорна дорогостоящую износостойкую теплостойкую сталь на менее теплостойкую с приблизительно одинаковым режимом термической обработки и коэффициентами линейного расширения, а следовательно, значительно снизить стоимость дорнов при неизменной их стойкости.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый дорн для пилигримовой прокатки горячекатаных труб отличается тем, что направляющая часть дорна выполнена из менее теплостойкой стали, а рабочая и направляющая части выполнены из сталей с близкими коэффициентами линейного расширения и одинаковым режимом термической обработки, направляющая часть составляет 0,3-0,35 общей длины дорна, замковая и рабочая части дорна выполнены из стали 25Х2М1Ф, а направляющая часть дорна выполнена из стали 12Х1МФ. Таким образом, заявляемый дорн соответствует критерию изобретения "новизна".
Конструкция дорна представлена на чертеже.
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".
Опытные дорны были изготовлены на Пермском заводе "Камасталь" и испытаны на ОАО "ЧТПЗ" при прокатке труб размером 377×9 мм. Опытные дорны размером (диаметром) 361/362 мм в количестве 4-х штук были отлиты, откованы и механически обработаны на размер 380×4700 мм (черновые размеры заготовки) по следующей технологии. Были отлиты 4 слитка ЭШП размером 600-630×2100-2200 мм. Донная часть слитков на 2/3 высоты (1400-1500 мм) заплавлялась сталью 25Х2М1Ф, а затем сталью 12Х1МФ. Слитки нагревались до температуры пластичности и на радиально-ковочной машине ковались в заготовки - поковки размером 400х5000 мм, которые обрабатывались в черновые заготовки размером 380х4700 мм и поставлялись на ОАО "ЧТПЗ". На ОАО "ЧТПЗ" дорновые заготовки подвергались термической обработке в вертикальных шахтных печах (ТИ 158-Тр.ТБ1-13-2000 "Термическая обработка дорнов из стали 25Х2М1Ф"). Твердость дорнов после термической обработки на замковой и рабочей части составила 3,2 -3,5 мм в диаметре отпечатка по Бринеллю или 328 - 255НВ (по ТИ 158 - Тр. ТБ1 - 13 -2000 - 3,5-3,8 или 302-255). После термической обработки дорновая заготовка была обработана (обточена) на чистовой размер (см. чертеж) 361/362×4550 мм. После механической обработки дорны шлифовались. Параллельно было изготовлено 6 новых дорнов существующей конструкции диаметром 361/362 мм из стали 25Х2М1Ф. По пять дорнов (два новой и три существующей конструкции) были выданы на пилигримовые станы №1 и №2 для прокатки труб размером 377х9 мм. Дорны эксплуатировались до выхода из строя по продольным трещинам. Стойкость опытных дорнов составила от 1080 до 1160 тонн труб при среднем расходе 3,15 кг/тн. Стойкость дорнов существующей конструкции составил от 1050 до 1200 тонн при среднем расходе 3,12 кг/тн.
Таким образом, стойкость дорнов опытной конструкции находится на одном уровне с дорнами существующей конструкции.
Использование предлагаемой конструкции дорнов для пилигримовой прокатки горячекатаных труб большого и среднего диаметров позволяет значительно снизить их стоимость за счет выполнения направляющей части дорна из менее теплостойкой стали, а следовательно, снизить стоимость технологического инструмента (дорнов) и стоимость передела горячекатаных труб на ТПА с пилигримовыми станами.
Класс B21B25/00 Оправки для металлических труб, изготовляемых на прокатных станах, например оправки такого типа, которые используются в способах, отнесенных к группе 17/00; вспомогательные устройства для этого