6.2. Технологический инструмент роликовых станов

Заготовка трубы в роликовом стане деформируется роликами, которые раскатывают трубу-заготовку на оправке. В процессе прокатки ролики, по периметру которых нарезан круглый калибр постоянного радиуса, равного радиусу прокатываемой трубы, катятся по рабочей поверхности опорной планки, профиль которой аналогичен развертке ручья калибра стана ХПТР, и в конце длины прямого хода клети в поперечном сечении ролики образуют замкнутый калибр (рис. 6.6). Хотя непосредственно контактируют с металлом трубы ролики и оправка, однако все усилия прокатки передаются на направляющие планки через цапфы роликов. Поэтому и ролики, и оправки, и направляющие планки должны выдерживать усилие прокатки, иметь соответствующую твердость и высокую степень точности размеров.

Для станов ХПТР 3-8; 15-30 и 30-60 ролики и оправки изготовляют из стали ШХ15, а для станов ХПТР 60-120 – из стали 55ХФА и термически обрабатывают до HRC 54–58; опорные планки изготовляют из стали ШХ15 и термически обрабатывают до HRC 52–58.

На роликовых станах изготовляют трубы, главным образом, из КС-сталей, сплавов титана, циркония, тантала, ниобия и других материалов, склонных к налипанию на рабочий инструмент.

В настоящее время при холодной прокатке труб на станах ХПТР применяют разные смазки и покрытия, состав и способ нанесения которых во многом зависит от технологии и от требований к качеству труб. Для станов ХПТР на наших заводах считают лучшей смазкой внутренней поверхности труб касторовое масло в смеси с цинковыми белилами. Наружная поверхность охлаждается эмульсией или минеральным маслом. При прокатке труб из КС-сталей на внутреннюю поверхность заготовки иногда наносят слой антифрикционного металла – меди.

За рубежом в Японии. Германии, США, Франции на станах ХПТР применяют смазки и эмульсии другого состава, в том числе пластические массы. Как отмечает В.А. Вердеревский, и зарубежные смазки с более высокими антифрикционными свойствами все-таки не исключают налипания металла при ужесточенных маршрутах и высоких скоростях прокатки.

На Никопольском Южнотрубном заводе (Украина) были проведены исследования Т.Н. Дорогань с сотр. износостойкости покрытий на основе карбида бора, хрома и сплавов Cr–Mo, Cr–W, Cr–Mo–W (с разным содержанием Mо), наносимых на поверхность оправок из стали 60С2ХФА). Результаты исследований показали, что твердость покрытий сплавом Сr–Mo–W повышалась с увеличением содержания в них молибдена (табл. 6.2), причем в результате эксплуатации инструмента отмечено значительное деформационное упрочнение поверхности покрытий, отсутствие налипания и повышение стойкости оправок с покрытием Cr–Mo–W в 2…5 раза (рис. 6.7).

Таблица 6.2. Влияние содержания молибдена на стойкость инструмента стана ХПТР

Мо, %	Микротвердость покрытия поверхности оправки*, МПа	Количество труб, прокатанных на одной оправке, м	Степень упрочнения, %
0	1000 / 1200	250	20
1	1200 / 1600	380	30
8	1500 / 2000	1500	33

* Слева и справа от косой черты – до и после холодной прокатки стальных труб.

При промышленных исследованиях было установлено, что наиболее высокой износостойкостью и повышенной трещиностойкостью обладали оправки с покрытием сплавом Cr–Mo–W, отожженные в течение 1 ч при 300–400 °С; стойкость таких оправок была в 2…5 раза больше по сравнению со стойкостью оправок без покрытия или покрытых другими сплавами.

В технической литературе приводятся результаты исследования по налипанию металла на ролики и оправки станов ХПТР, их износостойкости при разных деформационно-скоростных режимах прокатки.

Ниже приведен расход инструмента при прокате 1000 м труб из КС-стали:

Инструмент . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	Ролики	Опорные планки	Оправки
Расход, шт., на стане:
ХПТР 8-15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1,9	0,8	10
ХПТР 15-30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	0,50	0,2	8
ХПТР 30-60 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	0,70	0,3	6
ХПТР 60-120 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	0,70	2,0	14