RU2332271C1 - Method of manufacturing solid-drawn hot-rolled pipes - Google Patents

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention pertains to treatment of metals using pressure, particularly to pipe rolling. The method involves rolling cylinder-pipe in two longitudinal rolling tandem figures with stretching in each figure in rolls with multifaceted calibres on short immoveable cone-cylindrical mandrels. Rolling is done in mandrels with equal height of calibres for both figures. The elongation ratio in the first figure is 1.2-1.9, and in the second is 1.0-1.07. The mandrels have equal external diameters or the external diameter of the mandrel of the second figure is 1 mm more than the external diameter of the first figure. The invention allows for reducing or completely eliminates defects on the inner surface in form of longitudinal rolled marks and lowers transverse variation in wall thickness.

EFFECT: reduction or elimination of defects on the inner surface of the pipe and lowering transverse variation in thickness.

Description

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при производстве труб на трубопрокатных агрегатах с двумя последовательно расположенными станами продольной прокатки (тандем).The invention relates to pipe rolling production and can be used in the production of pipes on pipe rolling units with two successive longitudinal rolling mills (tandem).

В трубопрокатном производстве известен способ производства труб на трубопрокатных агрегатах с двумя последовательно расположенными станами продольной прокатки (тандем) [Данченко В.И., Чус А.В. Продольная прокатки труб. М.: Металлургия, 1984, стр.48-50], который включает прокатку гильзы-трубы в двух последовательно расположенных станах продольной прокатки (тандем) на коротких неподвижных конусно-цилиндрических оправках в валках с многогранными (шестигранными) калибрами. Высота калибра первого стана продольной прокатки меньше на 6 мм высоты калибра второго стана продольной прокатки. Диаметр оправки второго стана продольной прокатки на 2-6 мм больше диаметра оправки первого стана продольной прокатки. В первом стане продольной прокатки коэффициент вытяжки μ₁=1,32-1,40; во втором стане продольной прокатки коэффициент вытяжки μ₂=1,19-1,22.In pipe-rolling production, a method for producing pipes on pipe-rolling units with two successive longitudinal rolling mills (tandem) is known [Danchenko V.I., Chus A.V. Longitudinal tube rolling. M .: Metallurgy, 1984, pp. 48-50], which includes the rolling of a sleeve-tube in two successively arranged longitudinal rolling mills (tandem) on short stationary cone-cylindrical mandrels in rolls with polyhedral (hexagonal) gauges. The height of the caliber of the first longitudinal rolling mill is less than 6 mm of the height of the caliber of the second longitudinal rolling mill. The diameter of the mandrel of the second longitudinal rolling mill is 2-6 mm larger than the diameter of the mandrel of the first longitudinal rolling mill. In the first rolling mill longitudinal stretch factor μ ₁ = 1.32-1.40; in the second longitudinal rolling mill, the drawing coefficient μ ₂ = 1.19-1.22.

Недостатком известного способа является невозможность устранения «усов» (местного переполнения калибра валков металлом) после второго стана продольной прокатки и высокая поперечная разностенность труб - 43,7% - от общей разностенности.The disadvantage of this method is the impossibility of eliminating the "mustache" (local overfill of the caliber of the rolls with metal) after the second longitudinal rolling mill and the high transverse difference of the pipes - 43.7% of the total difference.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ производства труб на трубопрокатном агрегате 140 ОАО «СинТЗ» с двумя последовательно расположенными станами продольной прокатки, валки которых выполнены с многогранными (шестигранными) калибрами, при этом высота калибра первого стана продольной прокатки больше высоты калибра второго стана на 2 мм, а наружный диаметр оправки второго стана продольной прокатки на 1 мм меньше наружного диаметра оправки первого стана продольной прокатки [ТИ 161-Т2-1542-2003 «Изготовление горячедеформированных труб на трубопрокатном агрегате 140»], Коэффициент вытяжки в первом стане продольной прокатки μ₁=1,14-1,67, во втором стане продольной прокатки коэффициент вытяжки μ₂=1,08-1,14.The closest in technical essence and the achieved results to the proposed invention is a method for the production of pipes on a pipe rolling unit 140 of SinTZ OJSC with two successive longitudinal rolling mills, the rolls of which are made with polyhedral (hexagonal) gauges, while the height of the caliber of the first longitudinal rolling mill 2 mm more than the caliber height of the second mill, and the outer diameter of the mandrel of the second longitudinal mill is 1 mm less than the outer diameter of the mandrel of the first mill hydrochloric rolling [TI 161 T2-1542-2003 "Production of hot tubes on tube-unit 140"], drawing ratio in the first rolling mill longitudinal μ ₁ = 1,14-1,67, in the second rolling mill longitudinal draw ratio μ ₂ = 1.08-1.14.

Недостатком способа по прототипу является получение дефектов на внутренней поверхности в виде продольной прокатки прикатанной риски и повышенная поперечная разностенность труб, вызванная неравномерностью формоизменения в поперечном сечении трубы и переполнением металлом калибра на втором стане продольной прокатки, что приводит к браку и повышенному расходу металла.The disadvantage of the prototype method is to obtain defects on the inner surface in the form of longitudinal rolling of rolled-in risks and increased lateral difference in pipes caused by uneven shape changes in the pipe cross section and overfilling with gauge metal on the second longitudinal rolling mill, which leads to marriage and increased metal consumption.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в снижении вероятности образования продольной прикатанной риски на внутренней поверхности трубы и уменьшение ее поперечной разностенности.The technical problem solved by the invention is to reduce the likelihood of formation of longitudinal rolled risks on the inner surface of the pipe and reduce its transverse difference.

Решение технической задачи достигается тем, что в способе производства бесшовных горячекатаных труб, включающем прокатку гильзы-трубы в двух последовательно расположенных станах продольной прокатки (тандем) с вытяжкой в каждом стане в валках с многогранными калибрами на коротких неподвижных конусно-цилиндрических оправках, при этом прокатку гильзы-трубы в двух последовательно расположенных станах продольной прокатки производят в валках, высоты калибров которых равны для обоих станов с вытяжкой на первом стане μ₁=1,2-1,9 (где μ₁ -коэффициент вытяжки на первом стане) и вытяжкой на втором стане μ₂=1,0-1,07 (где μ₂ - коэффициент вытяжки на втором стане) на оправках, наружные диаметры которых или равны для обоих станов (d₂=d₁) или наружный диаметр оправки второго стана на 1 мм больше наружного диаметра оправки первого стана (d₂=d₁+1 мм) (где d₂ - диаметр оправки второго стана, мм; d; - диаметр оправки первого стана, мм).The solution to the technical problem is achieved by the fact that in a method for the production of seamless hot-rolled pipes, including the rolling of a sleeve-tube in two successive longitudinal rolling mills (tandem) with an extract in each mill in rolls with multifaceted calibers on short stationary cone-cylindrical mandrels, while rolling liner-pipe in two successive rolling mills longitudinal produce in rolls of height gauges become equal for both the first stretch mill μ ₁ = 1.2-1.9 (wherein μ ₁ -koeffits ent on the first drawing mill) and the second stretch mill 1,0-1,07 μ ₂ = (where μ ₂ - draw ratio in the second mill) on the mandrels, the outer diameters of which are equal to or for both mills (d ₂ = d ₁₎ or the outer diameter of the mandrel of the second mill is 1 mm larger than the outer diameter of the mandrel of the first mill (d ₂ = d ₁ +1 mm) (where d ₂ is the diameter of the mandrel of the second mill, mm; d; is the diameter of the mandrel of the first mill, mm).

Процесс прокатки гильзы-трубы на станах продольной прокатки осуществляется следующим образом.The process of rolling the sleeve-pipe on mills of longitudinal rolling is as follows.

Нагретая до температуры 1150-1200°С гильза задается в валки первого стана. При этом захват осуществляется сначала выпусками калибра валков и лишь затем вершиной. В начале очага деформации гильза редуцируется, а затем обжимается валками на короткой неподвижной конусно-цилиндрической оправке с коэффициентом вытяжки μ₁=1,2-1,9. После первого стана внутренняя поверхность трубы имеет овальное поперечное сечение; участки трубы в выпусках калибра, не подвергшиеся интенсивному обжатию на оправке, имеют продольные складки металла, которые могут раскатываться в продольную риску при последующей прокатке на втором стане.The sleeve heated to a temperature of 1150-1200 ° C is set in the rolls of the first mill. In this case, the capture is carried out first by releases of the caliber of the rolls and only then by the top. At the beginning of the deformation zone, the sleeve is reduced, and then crimped by rolls on a short stationary conical-cylindrical mandrel with a drawing coefficient μ ₁ = 1.2-1.9. After the first mill, the inner surface of the pipe has an oval cross section; sections of the pipe in the outlets of the gauge that have not undergone intensive compression on the mandrel have longitudinal folds of metal that can be rolled into longitudinal risk during subsequent rolling on the second mill.

После кантовки задающими роликами на угол 90° трубу с температурой 1060-1120°С деформируют на втором стане в валках с калибром, высота и форма которого равны высоте и форме калибра первого стана. При этом захват происходит сначала в вершине калибра, а затем после сплющивания контура - на участке выпусков калибра. В связи с тем, что наружный диаметр (d₂) оправки на втором стане равен или на 1 мм больше наружного диаметра (d₁) оправки первого стана и размеры калибров обоих станов равны, прокатка трубы происходит с равномерным распределением деформации по периметру калибра с коэффициентом вытяжки μ₂=1,0-1,07 без переполнения калибра, что приводит к выглаживанию складок металла на внутренней поверхности трубы, предотвращает образование прикатанной продольной риски и снижает поперечную разностенность.After tilting by master rollers at an angle of 90 °, a pipe with a temperature of 1060-1120 ° C is deformed on the second mill in rolls with a caliber, the height and shape of which are equal to the height and shape of the caliber of the first mill. In this case, the capture occurs first at the top of the caliber, and then after flattening the contour - at the site of the caliber outlets. Due to the fact that the outer diameter (d ₂ ) of the mandrel on the second mill is equal to or 1 mm larger than the outer diameter (d ₁ ) of the mandrel of the first mill and the dimensions of the calibers of both mills are equal, the pipe is rolled with a uniform distribution of deformation along the perimeter of the gauge with a coefficient hoods μ ₂ = 1.0-1.07 without overflow of caliber, which leads to smoothing of metal folds on the inner surface of the pipe, prevents the formation of rolled longitudinal risks and reduces the lateral difference.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a source characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype as the closest to the perceived by the applicant technical result of the distinguishing features in the claimed method, set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, не были выявлены. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».In the study of other well-known technical solutions in this technical field, signs that distinguish the claimed solution from the prototype were not identified. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

Способ опробован и осуществлен на трубопрокатном агрегате 140 ОАО «Синарский трубный завод» с двумя последовательно расположенными станами продольной прокатки (тандем).The method has been tested and implemented on a pipe-rolling unit 140 of Sinarsky Pipe Plant OJSC with two longitudinal rolling mills (tandem).

Были проведены сравнительные прокатки бурильных труб по требованиям API 5D размером 114,3×8,56 мм из стали 25ХГМА по ТС 14-161-222 по существующей технологии и по предлагаемому способу.Comparative rolling of drill pipes was conducted according to the requirements of API 5D with a size of 114.3 × 8.56 mm from steel 25KhGMA according to TS 14-161-222 using the existing technology and the proposed method.

Для сравнительных прокаток было использовано 129,65 т заготовок диаметром 120 мм, длиной 3000 мм из них прокатанных по существующей технологии 49,51 т, остальные 80,14 т по предлагаемому способу.For comparative rolling, 129.65 tons of billets with a diameter of 120 mm and a length of 3000 mm were used, of which 49.51 tons were rolled using the existing technology, the remaining 80.14 tons were produced using the proposed method.

По существующей технологии высота калибров, имеющих шестигранную форму, на первом стане продольной прокатки была равна 120 мм, а на втором стане продольной прокатки 118 мм. Наружный диаметр оправки на первом стане d₁=101 мм, на втором стане d₂=100 мм. Коэффициент вытяжки на первом стане μ₁=1,8, на втором стане μ₂=1,14.According to existing technology, the height of calibers having a hexagonal shape in the first longitudinal rolling mill was 120 mm, and in the second longitudinal rolling mill 118 mm. The outer diameter of the mandrel on the first mill d ₁ = 101 mm, on the second mill d ₂ = 100 mm. The coefficient of extraction in the first mill μ ₁ = 1.8, in the second mill μ ₂ = 1.14.

По предлагаемому способу высота калибров, имеющих шестигранную форму, на первом и втором станах продольной прокатки равна 120 мм. Наружный диаметр оправок на первом и втором станах (d₁, d₂) равны 102 мм. Коэффициент вытяжки на первом стане продольной прокатки μ₁=1,45, на втором стане коэффициент вытяжки μ₂=1,0.According to the proposed method, the height of calibers having a hexagonal shape on the first and second longitudinal rolling mills is 120 mm. The outer diameter of the mandrels on the first and second mills (d ₁ , d ₂ ) are equal to 102 mm The drawing coefficient at the first mill of longitudinal rolling is μ ₁ = 1.45, and at the second mill, the drawing coefficient is μ ₂ = 1.0.

1. Предельные отклонения от номинальной толщины стенки по ТС 14-161-222 равны: min - 0,43 мм, max - 1,46 мм, то есть поле допуска равно 1,89 мм.1. The maximum deviations from the nominal wall thickness according to TS 14-161-222 are equal: min - 0.43 mm, max - 1.46 mm, that is, the tolerance field is 1.89 mm.

2. Предельные отклонения от номинальной толщины стенки по переднему и заднему концам трубы по существующей технологии равны: min 0,46 мм, max 1,94 мм, то есть поле допуска равно 2,4 мм.2. The maximum deviations from the nominal wall thickness at the front and rear ends of the pipe according to existing technology are: min 0.46 mm, max 1.94 mm, that is, the tolerance field is 2.4 mm.

3. Предельные отклонения от номинальной толщины стенки по переднему и заднему концам трубы по предлагаемому способу равны: min 0,26 мм, max 1,34 мм, то есть поле допуска равно 1,6 мм.3. The maximum deviations from the nominal wall thickness at the front and rear ends of the pipe according to the proposed method are: min 0.26 mm, max 1.34 mm, that is, the tolerance field is 1.6 mm.

4. Поле допуска по существующей технологии на 21,3% превышает размеры поля допуска по ТС. Поле допуска по предлагаемому способу на 15,3% меньше размеров поля допуска по ТС и на 33,3% меньше размеров поля допуска по существующей технологии.4. The tolerance field for the existing technology is 21.3% higher than the vehicle tolerance field. The tolerance area for the proposed method is 15.3% less than the tolerance area for the vehicle and 33.3% less than the tolerance for the existing technology.

5. Количество труб, забракованных по продольной прокатанной риске с первого предъявления, составляет 1,06%, по предлагаемому способу 0,15%, то есть в 7 раз меньше.5. The number of pipes rejected according to the longitudinal rolled risk from the first presentation is 1.06%, according to the proposed method 0.15%, that is, 7 times less.

Использование предлагаемого способа производства бесшовных горячекатаных труб на трубопрокатных агрегатах с двумя последовательно расположенными станами продольной прокатки (тандем) позволит снизить или полностью исключить дефекты на внутренней поверхности в виде продольной прикатанной риски и снизить поперечную разностенность за счет ведения оптимального процесса прокатки на двух последовательно расположенных станах продольной прокатки (тандем) и, как следствие, уменьшить брак с первого предъявления на 75-80% по разностенности и по продольной прикатанной риске.Using the proposed method for the production of seamless hot-rolled pipes on tube-rolling units with two consecutive longitudinal rolling mills (tandem) will reduce or completely eliminate defects on the inner surface in the form of longitudinal rolled risks and reduce the lateral difference due to the optimal rolling process on two consecutive longitudinal rolling mills rolling (tandem) and, as a result, reduce the marriage from the first presentation by 75-80% by difference and longitudinal prikatanny risk.

Claims (1)

Способ производства бесшовных горячекатаных труб, включающий прокатку гильзы-трубы в двух последовательно расположенных станах продольной прокатки с вытяжкой в каждом стане в валках с многогранными калибрами на коротких неподвижных конусно-цилиндрических оправках, отличающийся тем, что прокатку производят на обоих станах в валках с равной высотой калибров, с коэффициентом вытяжки на первом стане 1,2-1,9 и на втором стане 1,0-1,07 на оправках с равными наружными диаметрами или с наружным диаметром оправки второго стана на 1 мм больше наружного диаметра оправки первого стана.A method for the production of seamless hot-rolled pipes, including the rolling of a sleeve-tube in two successive longitudinal rolling mills with an exhaust in each mill in rolls with multifaceted calibers on short stationary cone-cylindrical mandrels, characterized in that the rolling is performed on both mills in rolls of equal height calibers, with a draw ratio on the first mill 1.2-1.9 and on the second mill 1.0-1.07 on mandrels with equal outer diameters or with an outer diameter of the mandrel of the second mill 1 mm larger than the outer diameter of the first mandrel mill.