Новая технология прокатки легированной стали

Инновационный способ упростит процесс горячей прокатки бесшовных труб из легированной и высоколегированной стали. Его разработала команда ученых кафедры обработки металлов давлением НИТУ МИСиС. Отличительная особенность метода — последовательное использование двух «оправок» — инструментов, превращающих малопослушную стальную заготовку в полую «гильзу», сообщает пресс-служба университета. Статья о разработке, позволяющей ускорить процесс прокатки и повысить износостойкость инструментов, опубликована в журнале The International Journal of Advanced Manufacturing Technology.

Благодаря своей повышенной прочности бесшовные трубы, изготовленные из легированной и высоколегированной стали, активно применяются в газовой, нефтяной, химической и энергетической промышленности. Процесс прокатки труб из таких видов стали крайне сложен и затратен, и это при том, что заготовки сами по себе значительно дороже по сравнению с заготовками из обычной углеродистой стали.

Стандартную технологию горячей прокатки бесшовных труб из легированной стали можно разделить на несколько этапов: резка длинных цельных металлических полуфабрикатов «прутков» на короткие заготовки, глубокое сверление заготовки для подготовки ее к прошивке и нагревание заготовки в печи. Далее следует «прошивка» — превращение заготовки в полую гильзу валками и оправкой и, наконец, прокатка гильзы в трубу на непрерывном стане.

Главная причина низкой производительности такого процесса — быстрая изнашиваемость оправок, приводящая к производственным дефектам и требующая замены оправок практически после каждой прошивки.

Ученые НИТУ МИСиС разработали технологию, позволяющую продлить жизнь оправкам. Для этого предлагается применять двухэтапный метод прошивки на стане поперечно-винтовой прокатки с использованием смазочного агента и охлаждающей жидкости. Благодаря совершенствованию формы оправки, применению смазки из жидкого стекла и водяному охлаждению оправок изнутри удалось добиться повышения износостойкости оправок в пять-шесть раз.

«При производстве высоколегированных сталей технология включает в себя глубокое сверление исходной заготовки перед операцией прошивки, — рассказал “Стимулу” старший преподаватель кафедры обработки металлов давлением Юрий Гамин. — При этом до 30 процентов металла уходит в стружку. Вторая проблема — необходимость частой замены дорогостоящего рабочего инструмента при прошивке. Технология исключает операцию глубокого сверления исходной заготовки, что снижает ее себестоимость. Двухстадийная прошивка и раскатка гильзы на цилиндрической оправке позволяет рациональнее распределить нагрузки на инструмент и повысить его износостойкость. Это обеспечивает экономию при закупке расходных материалов».

В экспериментальной части исследования ученые МИСиС получили бесшовные трубы из легированной стали X10CrNiTi18–10 диаметром от 90 до 270 мм. Работа проходила как в лаборатории кафедры обработка металлов давлением, так и в производственных условиях. Разработанная технология горячей прокатки труб из легированной стали и сплавов доведена до внедрения на предприятиях трубной отрасли.

Технология внедрена на предприятии Выксунском металлургическом заводе (Нижегородская область, входит в ОМК) и на металлургическом заводе в Южной Корее (г. Ансан). «В настоящее время кафедра ОМД участвует в переговорах по проекту внедрения технологии в Иране», — рассказал Юрий Гамин.