Спосіб виготовлення бурової пустотілої сталі

Изобретение относится к металлургии, к изготовлению металлопродукции, в частности заготовок для буровых штанг. Наиболее близким по технической сущности и решаемой задаче к предлагаемому изобретению является способ проката стали буровой пустотелой круглого и шестигранного сечения (Металлопродукция: Каталог, VI. - М.: Металлургия, 1989. - С.218; Полухин П.И. и др. Прокатное производство. - М.: Гос. научн.-те хн. изд-во по черной и цветной металлургии, 1960. - С.259), которую изготовляет металлургический завод им. Серова. Эта сталь предназначена для изготовления бурового инструмента, буровых штанг, используемых для бурения шпуров уменьшенного диаметра под анкерную крепь. Ее прокатывают из углеродистой и легированной стали. Диаметр отверстия зависит от размеров заготовки. Прокатка пустотелой стали представляет собой прокатку биметалла. Заготовку квадратного (для шестигранного) сечения длиной около 1м просверливают на всю длину и в полученное отверстие в холодном состоянии вставляют сердечник, диаметр которого на 0,5 - 1,0мм меньше диаметра отверстия. Затем заготовку нагревают и прокатывают на стане. Длина сердечника примерно на 100мм больше длины заготовки. Сердечник обычно изготовляют из специальной стали аустенического класса с содержанием около 14% Mn и около 3,5% Ni. Как известно, сечение образца из такой стали при растяжении равномерно уменьшается по всей длине, что обеспечивает возможность удаления сердечника из готовой шестигранной стали. Существует несколько схем прокладки шестигранной стали, которые отличаются расположением чистового шестигранного калибра, а также формой и количеством предчистовых калибров. При прокатке пустотелой стали очень важно обеспечить условия для получения точного круглого отверстия. Это достигается применением небольших обжатий за проход, уменьшением неравномерности деформации и главным формоизменением, подборкой соответствующей схемы прокатки. После остывания заготовки, чтобы вытащить сердечник из готовой пустотелой стали, концы ее надрезают так, чтобы сердечник остался незатронутым. После этого его вытягивают на волочильном стане. Аналогичная технология изготовления внутреннего отверстия и для круглой буровой стали. Главным недостатком этого способа является деформация внутреннего отверстия при вытягивании прутка, а кроме того большой расход металла и высокий уровень брака. В процессе бурения шпуров на рабочем месте получается большая запыленность, которая обусловлена низким качеством промывочной системы бурильной машины, основным параметром которой является качество промывочного канала буровой штанги. Низкое качество промывочного канала обусловлено недостатками прокатного производства. В основном не выдерживается допуск по внутреннему диаметру промывочного канала или не выдергивается часть стержня. Приходится использовать в шахта х зарубежные буровые машины с совершенной промывочной системой (Горный журнал. - 1988. - №4. - С.61). В основу изобретения поставлена задача создания способа изготовления буровой пустотелой стали, который позволяет получить буровую сталь не только с большой точностью заданных, как внешних, так и, что особенно важно, размеров внутреннего отверстия заготовки, и выдержкой этих размеров вдоль оси по всей длине заготовки. Эту задачу осуществляют благодаря тому, что в известном способе изготовления буровой пустотелой стали, включающем прокат заготовки требуемого профиля, этот профиль стали получают из двух половинчатых продольных нужного сечения и размеров заготовок, при прокате которых вдоль оси каждой делают канавку заданного радиуса, а затем эти заготовки скрепляют по длине, например, сваркой или пайкой. Способы сварки или пайки могут быть использованы разные, но как один из вариантов это сварка по краям вдоль длины заготовки, для которой предварительно по краям заготовки снимают специальные фаски. Таким образом, благодаря такому способу изготовления буровой пустотелой стали внутреннее отверстие не деформируется в процессе производства заготовки, то есть увеличивается выход годного. Получают снижение трудоемкости изготовления за счет исключения дополнительных трудоемких операций по установке и вытягиванию стержнями уменьшение числа технологической оснастки, возможность получения буровой стали безотходно непрерывным способом методом прокатки, типа гнутых профилей проката, со скоростями до 3м/сек, а также возможно повышение прочности детали за счет остаточного поверхностного наклепа при изготовлении детали способом холодной прокатки. Для освоения этого способа в производстве можно использовать опыт проката сегментных профилей (Металлопродукция: Каталог. - Ч.1. - М.: Металлургия, 1989. - С.409), которые изготовляет Омутнинский металлургический завод.