Influence of shape and size of the tip of the piercing mill mandrel on the formation of internal defects in shells and application of continuously cast billets for pipe diameters of less than 121 mm

Abstract

116Применение катаных (предварительно дефор-мированных) заготовок при производстве бесшов-ных горячекатаных труб приводит к увеличению себестоимости готовой продукции в связи с необ-ходимостью дополнительного деформационного передела заготовок. Таким образом, более целесо-образным (с экономической и технологической то-чек зрения) оказывается использование непрерыв-нолитых заготовок (НЛЗ). Однако применение НЛЗ для производства труб диаметром менее 121 мм ограничено минимальным размером таких загото-вок (минимальный диаметр составляет 156 мм), обусловленным особенностями формирования слитка круглого сечения в кристаллизаторе [1].Реализация технологии производства труб диаметром менее 121 мм из НЛЗ является актуаль-ной задачей, решение которой требует разработки технологии производства труб с последователь-ным уменьшением диаметра заготовки на каждой операции горячего передела, в том числе на опе-рации прошивки [2].Прошивка с уменьшением диаметра гильзы относительно диаметра заготовки свыше опреде-ленного предела (5 % [3]) осложняется тем, что требуется ведение процесса с повышенными об-жатиями, которые увеличивают вероятность вскрытия полости в осевой зоне заготовки перед носком оправки, а это, в свою очередь, ведет к об-разованию внутренних дефектов.Известно [3], что при правильной настройке прошивного стана (обжатие перед носком оправки менее 6 %) вскрытия осевой полости не происхо-дит (рис. 1, а). Это связано с наличием оправки в очаге деформации прошивного стана и созданием ей подпирающих усилий, которые повышают ве-личину критического обжатия (обжатия, при кото-ром происходит преждевременное вскрытие по-лости в осевой зоне заготовки) и улучшают каче-ство внутренней поверхности гильз и труб. При обжатии перед носком оправки свыше 6 % наблю-дается вскрытие осевой полости (рис. 1, б) и, как следствие, образование внутренних дефектов на гильзах и трубах.Использование НЛЗ диаметром 156 мм для производства труб диаметром менее 121 мм неиз-бежно ведет к увеличению обжатия заготовки пе-ред носком оправки свыше 6 %. В этом случае представляет интерес рассмотреть другие пути обеспечения стабильного процесса прошивки, ис-ключающего преждевременное вскрытие полости Проведен анализ влияния формы и размеров носка оправки прошивного стана, а также величины обжатия заготовки перед носком оправки на образование разрушения осевой зоны заготовки, находя-щейся в очаге деформации прошивного стана. Преждевременное осевое разрушение приводит к появле-нию дефектов на внутренней поверхности гильз и труб. В случае необходимости прошивки заготовок с повышенным обжатием перед носком оправки предлагается использовать оправки с увеличенными диаметром и радиусом сферы носка (с увеличенной площадью носка). Данное техническое решение оп-робовано на трубопрокатном агрегате ТПА-140 ОАО «СинТЗ» (г. Каменск-Уральский) при производст-ве опытной партии труб диаметром 108 мм из непрерывнолитой заготовки (НЛЗ) диаметром 156 мм. На основании изучения недокатов с прошивного стана, полученных в результате опытных прокаток, по-казано, что при использо...