Университет науки и технологий МИСИС, Москва, Россия

А. С. Алещенко, заведующий кафедрой обработки металлов давлением (ОМД), канд. техн. наук, эл. почта: aleschenko.as@misis.ru

С. П. Галкин, профессор кафедры ОМД, докт. техн. наук, эл. почта: glk-omd@yandex.ru
Ю. В. Гамин, доцент кафедры ОМД, канд. техн. наук, эл. почта: y.gamin@mail.ru
М. В. Кадач, заведующий лабораторией, эл. почта: kadach.mv@misis.ru

Университет науки и технологий МИСИС, Москва, Россия¹ ; АО «Первоуральский новотрубный завод», Первоуральск, Россия²

Р. В. Исхаков, аспирант кафедры ОМД¹, ведущий инженер-технолог², эл. почта: ruslan.iskhakov@tmk-group.com

Проведен комплекс научно-исследовательских, проектно-конструкторских и внедренческих работ по созданию технологии и клети радиально-сдвиговой прокатки (РСП) специальной конструкции для предварительного обжатия непрерывнолитых заготовок в условиях действующего агрегата ТПА-160 АО «Первоуральский новотрубный завод». Проведена предпроектная исследовательская работа, в ходе которой на стане РСП выполнена прокатка опытной партии заготовок диаметром 150–156 мм из сталей 12Х1МФ, 18ХМФБ и 18Х3МФБ на диаметр 90 и 105 мм. Сравнительный анализ микроструктуры исходных непрерывнолитых заготовок (НЛЗ) и прутков после горячей деформации показал, что РСП позволяет интенсивно измельчать структуру НЛЗ и при коэффициентах вытяжки 2–3 обеспечивать качественную проработку литой структуры на 70–90 %. Выполнена конструктивная проработка клети в отношении допустимых усилий, прочности и возможности монтажа в линию действующего ТПА-160. Применение специализированной клети РСП при углах подачи 18 град. для предварительной деформации НЛЗ позволило увеличить обжатие до 45 %, коэффициент вытяжки до 3,0–3,3 и проводить прокатку НЛЗ диаметром 156 мм из легированных хромсодержащих сталей до диаметра 90–95 мм за один проход.

1. Потапов И. Н., Полухин П. И. Технология винтовой прокатки. — М. : Металлургия, 1990. — 334 с.
2. Galkin S. P., Kharitonov E. A., Romanenko V. P. Screw rolling for pipe-blank production // Steel in Translation. 2009. Vol. 39. No. 8. P. 700–703.
3. Богатов А. А., Павлов Д. А., Нухов Д. Ш. Винтовая прокатка непрерывнолитых заготовок из конструкционных марок стали : учебное пособие. — Екатеринбург : Мин. обр. РФ, УрФУ, 2017. — 164 с.
4. Овчинников Д. В., Богатов А. А., Ерпалов М. В. Разработка и внедрение технологии производства высококачественных насосно-компрессорных труб из непрерывнолитой заготовки // Черные металлы. 2012. № 3. С. 18–21.

5. Naizabekov A. B., Lezhnev S. N., Arbuz A. S. The effect of radial-shear rolling on the microstructure and mechanical properties of technical titanium // Solid State Phenomena. 2020. Vol. 299. P. 565–570. DOI: 10.4028/www.scientific.net/ssp.299.565
6. Grabovetskaya G. P., Mishin I. P., Naidenkin E. V., Zabudchenko O. V. et al. Mechanical properties and creep of VT22 alloy after radial-shear rolling and subsequent aging // AIP Conf. Proc. 2022. April 22. Vol. 2509. 020078. DOI: 10.1063/5.0084902
7. Stefanik A., Morel A., Mróz S., Szota P. Theoretical and experimental analysis of aluminium bars rolling process in three-high skew rolling mill // Archives of Metallurgy and Materials. 2015. Vol. 60, Iss. 2. P. 809–813. DOI: 10.1515/amm-2015-0211
8. Магжанов М. К., Найзабеков А. Б., Кавалек А. А., Панин Е. А. и др. Изучение изменения структуры циркониевого сплава Э125 после деформирования методом радиально-сдвиговой прокатки // Литье и металлургия. 2023. № 2. С. 111–118.
9. Андреев В. А., Юсупов В. С., Перкас М. М. Современные технологии обработки давлением сплавов с памятью формы на основе никелида титана. Перспективные материалы и технологии : монография : в 2 томах / под. ред. Рубаника В. В. — Витебск : УО «ВГТУ», 2019. Т. 1. С. 115–128.
10. Lezhnev S. N., Naizabekov A. B., Volokitina I. E., Panin E. A. et al. Radial-shear rolling as a new technological solution for recycling bar scrap of ferrous metals // Complex Use of Mineral Resources. 2021. Vol. 316, No. 1. P. 46–52. DOI: 10.31643/2021/6445.06
11. Чернышев Ю. М., Исайкин А. Н., Чечулин Ю. Б., Халдин Д. В. и др. Освоение обжатия непрерывнолитой заготовки на трехвалковом стане Асселя ОАО «ПНТЗ» // Сталь. 2016. № 5. С. 35–40.
12. Фpолочкин В. В., Фадеев М. М., Кузнецов В. Ю., Романцев Б. А. и др. Освоение пpокатки непpеpывнолитой заготовки на ТПА 50-200 // Сталь. 2002. № 7. С. 56–57.
13. Пат. 2245751 РФ. Способ получения гильз / Фролочкин В. В., Кузнецов В. Ю., Марченко К. Л., Романцев Б. А. и др. ; заявл. 08.10.2003 ; опубл. 10.02.2005.
14. Балакин В. Ф., Степаненко А. Н., Гармашов Д. Ю. и др. Освоениепе pеката сплошной заготовки на меньшие диаметры и производства труб из них в условиях ТПА 50-200 ПАО «ИНТЕРПАЙП НТЗ» // Трубное производство. 2015. № 6. С. 44–48.
15. Корсаков А. А., Михалкин Д. В., Заварцев Н. А., Красиков А. В. и др. Разработка математической модели и компьютерной программы для расчета энергосиловых параметров процесса обжатия непрерывно-литых заготовок на трехвалковых станах винтовой прокатки // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2021. Т. 77. № 1. С. 55–62. DOI: 10.32339/0135-5910-2021-1-55-62
16. Romanenko V. P., Fomin A. V., Sevastianov A. A. et al. Effect of screw piercing on the structure and mechanical properties of a continuously cast blank made of wheel steel // Metallurgist. 2024. Vol. 67. P. 1837–1844. DOI: 10.1007/s11015-024-01681-x
17. Romanenko V. P., Fomin A. V., Nikulin A. N. Effect of preliminary deformation of the cast semifinished product on the service properties of wheel steel // Metallurgist. 2013. Vol. 57, Iss. 3-4. P. 303–309.
18. Romanenko V. P., Fomin A. V., Begnarskii V. V. et al. Deformation action of screw rolling on a cast wheel billet // Metallurgist. 2013. Vol. 56. P. 753–759. DOI: 10.1007/s11015-013-9653-9
19. Yin Y., Li S., Kang Y., Wang P. et al. Influence of technological parameters on lamination defect of large diameter heavy wall P92 seamless steel pipe elongated by 2-roll rotary rolling process // Material Science and Technology. 2014. Vol. 22. P. 123–128.
20. Звонарев Д. Ю., Носкова М. Н., Ахмеров Д. А., Павлова М. А. Оценка прочности клети стана Ассела при увеличенных нагрузках // Черные металлы. 2023. № 3. С. 41–45.
21. Galkin S. P., Aleschenko A. S., Romantsev B. A., Gamin Yu. V. et al. Effect of preliminary deformation of continuously cast billets by radial-shear rolling on the structure and properties of hot-rolled chromium-containing steel pipes // Metallurgist. 2021. Vol. 65. P. 185–195. DOI: 10.1007/s11015-021-01147-4
22. Cao X., Wang B., Zhou J., Shen J. Application of unified constitutive model of 34CrNiMo6 alloy steel and microstructure simulation for flexible skew rolling hollow shafts // Journal of Manufacturing Processes. 2022. Vol. 76. P. 598–610. DOI: 10.1016/j.jmapro.2022.02.021
23. Murillo-Marrodán A., García E., Barco J., Cortés F. Application of an incremental constitutive model for the FE analysis of material dynamic restoration in the rotary tube piercing process // Materials. 2020. Vol. 13. 4289. DOI: 10.3390/ma13194289
24. Zhang Z., Liu D., Yang Y., Wang J. et al. Microstructure evolution of nickelbased superalloy with periodic thermal parameters during rotary tube piercing process // The International Journal of Advanced Manufacturing
Technology. 2019. Vol. 104. P. 3991–4006. DOI: 10.1007/s00170-019-04126-x
25. Vydrin A. V., Кrasikov A. V., Zhukov A. S., Zvonarev D. Y. et al. Forecasting procedure for strength and ductile properties of alloy steel pipes in process of manufacturing and operation // Procedia Structural Integrity. 2022. Vol. 40. P. 450–454.
26. ГОСТ Р 53366–2009 (ИСО 11960:2004). Трубы стальные, применяемые в качестве обсадных или насосно-компрессорных труб для скважин в нефтяной и газовой промышленности. — Введ. 01.03.2010.
27. Салганик В. М., Сычёв О. Н. Моделирование и разработка эффективной технологии контролируемой прокатки трубных сталей с заданным комплексом механических характеристик // Металлург. 2009. № 5. С. 46–49.
28. Ивашко В. В., Кириленко О. М., Вегера И. И., Семенов Д. А. Исследование влияния режимов термической обработки на структуру и механические свойства горячекатаных труб, изготовленных из стали 32Г2 // Литье и металлургия. 2011. № 4. С. 108–114.
29. Галкин С. П., Гамин Ю. В., Алещенко А. С., Романцев Б. А. Современное развитие элементов теории, технологии и мини-станов радиальносдвиговой прокатки // Черные металлы. 2021. № 12. С. 51–58.
30. Галкин С. П., Фадеев В. А., Гусак А. Ю. Сопоставительный анализ геометрии мини-станов радиально-сдвиговой (винтовой) прокатки // Производство проката. 2015. № 12. С. 19–25.
31. Троицкий Д. В., Гамин Ю. В., Галкин С. П., Будников А. С. Параметрическая модель трехвалкового узла мини-стана радиально-сдвиговой прокатки // Известия вузов. Черная Металлургия. 2023. Т. 66. № 3. С. 376–386. DOI: 10.17073/0368-0797-2023-3-376-386
32. Galkin S. P., Kin T. Yu., Gamin Yu. V., Aleshchenko A. S. et al. Review of scientific-applied research and industrial application of radial shear rolling technology // CIS Iron and Steel Review. 2024. Vol. 27. P. 35–47.
33. Iskhakov R., Gamin Y., Kadach M., Budnikov A. Development of radial-shear rolling mill special stands for continuous cast billets deformation // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 966. 012074. DOI: 10.1088/1757-899X/966/1/012074