Способ нагрева труб под прокатку

 

Изобретение относится к деформационной термической обработке металлов и может быть использовано в черной металлургии при производстве труб из легированных и с повышенным содержанием углерода сталей. Цель изобретения - улучшение качества путем снижения температурных напряжений. Для этого нагрев перед прокаткой осуществляют в три стадии

сначала со скоростью 5,8 - 9,8 град/мин до 200 - 350°С в печи с температурой внутрипечного пространства 600 - 700°С, затем до 500 - 550°С с перепадом температур печи и металла 600 - 700°С, и окончательно со скоростью 9,1 ÷ 14,3 град/мин до температуры прокатки. 1 черт.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ())5 С 21 D 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

f !

М

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4487883/23-02 (22) 01.08.88 (46) 23.05.90. Бюл. 1т 19 (71) Первоуральский новотрубный завод (72) Л.И. Важенин, Н.И. Хухарев, Э.О. Нодев, Ю.К. Шарнин и А.С. Зак (53) 621.785.79(088.8) (56) Данилов Ф.A., Глейберг А.З., Балакин В.Г. Горячая прокатка и прессование труб. - М.: Металлургия, 1972, с. 159-160.

Авторское свидетельство СССР

N 1218537, кл. В 21 В 3/00, 1984. (54) СПОСОБ НАГРЕВА ТРУБ ПОД ПРОКАТКУ (57) Изобретение относится к деформаИзобретение относится к деформационной термической обработке металлов и может быть использовано в черной металлургии при производстве труб из легированных сталей с повышенным содержанием углерода.

Цель изобретения - улучшение качества путем снижения температурных напряжений.

Нагрев легированной и высокоуглеродистой трубной заготовки до 500550 С осуществляется в две стадии с режимом, обуславливающим снижение температурных напряжений до допустимых пределов путем регламентации следующих параметров: на первой стадии по температуре печи - в пределах

600-700 С, по температурному перепаду между печью и металлом до 700 С и ограничением процесса нагрева в подогревательной печи до температуры.

„.SU 15 5 3 А1

2 ционной термической обработке металлов и может быть использовано в черной металлургии при производстве труб из легированных и с повышенным содержанием углерода сталей. Цель изобретения - улучшение качества путем снижения температурных напряжений. Для этого нагрев перед прокаткой осуществляют е три стадии: сначала со скоростью 5,8-9,8 град/мин до 200-350 С в печи с температурой внутрипечного пространства 600-700 С, затем до 500550 С с перепадом температур печи и металла 600-700 С, и окончательно со скоростью 9,1-14,3 град/мин до температуры прокатки. 1 ил. металл:.-. 200-350 С; на второй стадии по температурному перепаду в пределах 600-700 С между печью и металлом, без регламентации и ограничения температуры печи..

На чертеже изображена схема обработки по предлагаемому способу.

Пакеты заготовки подаются краном на загрузочный стол 1, имеющий уклон к рольгангу 3. По рольгангу 3 загбтовка поступает в подогревательную печь 4 и, перемещаясь с подогревом в печи, поступает на рольганг 5. По этому рольгангу заготовка транспортируется в разрез стола 2 и укладывается перекладывателем 6 на стол 2.

При работе без подогревательной печи

4 рольганг 5 под столом 2 закрывается перекрывателями 7, а заготовка загружает=я на этот стол. С загрузочного стола 2 заготовка скатывается

1565903 на рольганг 8 и подается в печь 9 загрузочной машиной. По данной схеме печь 4 в любое необходимое время может вводиться в работу или быть остановленной с осуществлением холодного всада заготовки в печь 9.

Теплоносителем для печи 4 служит дымовоздушная смесь с температурой

900-1000ОС, Зжектирующей средой слу1О жит вентиляторный воздух 11 с давлео нием Р = 10 кПа и температурой 300 С.

ВОздух эжектирует отходящий дым из печи 9 окончательного нагрева по каналу 10 и через семь вводов 12, посТУпает в рабочее пространство печи 4.

Подача (просасывание) дымовых газов через подогревательную печь мо>нет осуществляться с помощью эксгаустера, устанавливаемого на выходе дымовой смеси из подогревательной печи.

Предлагаемыми режимами решается проблема снижения температурных напряжений в металле до допустимых значений в условиях ускорения нагрева на второй стадии. На третьей стадии действуют скоростные высокотемпературные режимы нагрева. В результате достигается снижение брака труб и обеспечивается высокая производительность комплекса. Подогревательная печьосновная печь на всем сортаменте, включая легированные и высокоуглеродистые стали. Устраняются потери проИзводительности на смене тепловых режимов при изменении марочного саста- 35 ва заготовки за счет введения подогревательной печи на первой низкотемпературном стадии.

Снижение температуры печи на стадии замедленного нагрева с холодным 40 всадом заготовки до 600-/00 С с целью снижения брака, вызываемого температурными напряжениями в поверхностном

Слое металла из легированных и высокоуглеродистых сталей, or раничение 45

Стадии замедленного нагрева достижением температуры металла 200-350 С для обеспечения повышения скорости нагрева на последующих стадиях, а также введение стадии нагрева регламенти->О рованного по температурному перепаду между печью и металлом, ре>нимы которой обеспечивают снижение температурных напряжений до допустимых значений при осуществляемом повьш>ении скорости 55 нагрева являются существенными отличиями предлагаемого способа от известного.

На основе созданных отличи . Режима возникают новые дополнительные свойства трехстадийного нагрева: возможность использовать на первой стадии подогреsarer>ьную низкотемпературную печь, работающую на отходящих дымовых газах основной печи, изолировав

1ри этом Режим данной стадии от влияH, я лучистых и конвективных потоков основной печи, а также сочетать трехстадийный нагрев легированных и высо<Оуглеродистых сталей с режимами нагРева других сталей без перерыва на смену режимов, требующихся на действующих печах.

В трехстадийном нагреве первая стадия может оперативно выводиться из потока с прямым всадом заготовки в основную печь или использоваться для повышения скорости нагрева на другом марочном сортаменте °

Предлагаемый трехстадийный нагрев осуществляют. следующим образом.

На начальной низкотемпературной стадии проводят минимальный период замедленного нагрева заготовки до

= 200-350 С с ограниченной температурой печи 600-700 С, причем ско" рость нагрева при этом составляет

5,8-9,8 C/ìèí, На второй стадии проводят регламентированный перепад температур печи и металла 600-700"С с нагревом заготовки до 500-550 С, скорость нагрева при этом повышается до 7,7-12,0 С/мин, На завершающей стадии осуществляют ускоренный нагрев металла до температуры прокатки со скоростью 991-14>3 с/минф

Нагрев металла на начальной низкотемпературной стадии с замедленной скоростью осуществляется на максимально допустимых температурах печи, обеспечивающих требуемое ограничение температурных напряжений. Продолжительность этой стадии ограничена достижением температуры металла 200-350 С, так как нагрев до более высоких температур с граничным порогом 500-550 С при температуре печи 600-700 С приводит к многократному снижению скорости нагрева и увеличению времени данной стадии. Выбор данной температуры нагрева металла не приводит к существенному увеличению времени нагрева на данной стадии, а также позволяет использовать в качестве теппоносителя отходящие дымовые газы основной печи

9 и нагрев на данной стадии произво5 15659 дить в комплектной (маневренной) подогревательной печи 4, Такую печь можно оперативно выводить из потока при нагреве сталей, не требующих ограничений температуры, в случае, если не требуется высокая производительность (на малых диаметрах заготовки) . Применение меньших температур металла (ниже 200 С) приводит к необоснованному снижению температуры печи на промежуточной стадии, которая ограничивается интервалом перепада температур печи и металла 600-700 С с учетом допустимой величины температурных напряжений.

Температура печи на регламентированной стадии (t p, ) с целью повыЙРк ь шения скорости наГрева увеличивается до допустимых по температурному пере- 20 паду значений, определяемых зависимостью: с, = t „+(6oo-700 с), 1 .йечь где t „- температура металла после 25 первой начальной стадии нагрева (200-350 С);

600-700 С вЂ” допустимый перепад температуры печи и металла. . С учетом более высоких температур з0 регламентированная стадия нагрева может быть реализована в первой зоне (зона всада) основной печи 9 скоростного нагрева. Нагрев заготовки в завершающей стадии осуществляется в ускоренном режиме в печи с соответст35 вующими хара ктеристи ками высокотемпературного напора, Скоростной нагрев в такой печи со скоростью 9,114,3 С/мин осуществляется до зон вы- 40 держки (выравнивания температуры заготовки по сечению) и выдачи металла.

Пример . Трехстадийный наг.рев трубной заготовки из легирован-. ных и высокоуглеродистых сталей проводят на трубопрокатной установке

160; 8 целях экономии топлива и повышения производительности начальная стадия низкотемпературного (замедленного) нагрева осуществляется в ниэкотемпературной подогревательной печи 4.

Промежуточная стадия, регламентированная по температурному перепаду, осуществляется в зоне всада кольцевой печи 9. Завершающая стадия ускоренного нагрева осуществляется в пос55 ледующих зонах кольцевой печи.

Трехстадийный нагрев с использованием нагревательной печи, зоны го03 о рячего всада и последующих зон кольцевой печи применяется для нагрева трубной заготовки легированных и высокоуглеродистых сталей. Для других сталей, не требущих ограничений по температурным напряжениям, нагрев осуществляется в кольцевой печи с прямого всада или с подогревом в печи 4.

8 варианте трехстадийного нагрева для осуществления подогрева металла до

200-350 С используют механизимас рованную печь длиной 10-12 м, расположенную вблизи кольцевой печи 9 окончательного (скоростного) нагрева.

Способ изготовления труб, включающий многостадийный нагрев катаной заготовки и ее прокатку на граничных значениях характеризуют следующие параметры.

Максимальные режимы по регламентированным параметрам следующие. На первой стадии (в подогревательной пео чи) температуры металла t м = 20 С, .

t „ = 350 C u t „„= 700 С; нагреваемая заготовка диаметром 110 мм и длиной 2,5 м из стали ШХ-15; расчетное время 35,9 мин; скорость нагрева С =

= 9,75 С/мин. На второй стадии (1 зона кольцевой печи) температуры металла м = 340-350 С и t„ = 550 C a температура печи t Ä Ä = 950-1000 С; температурный перепад 600-650 С. В третьей зоне (в кольцевой печи) осуществляют нагрев до температуры прокатки (оценивается по температуре прошивки, включающей разогрев в процессе деформации на 30-50 С); при этом температуры заготовки t = 550 С и =- 1150 С (по температуре прошивки), температурные режимы печи не регламентируются, расчетная скорость нагрева С = 14,3 С/мин.

Минимальные режимы по регламентированным параметрам следующие. На первой стадии (в подогревательной печи) температуры металла t = 20 С, 200 С и „ „ до 600 С; нагреваемая заготовка диаметром 170 мм и длиной 3000 мм иэ стали ШХ-15; время нагрева 31,0 мин; С = 5,8 Ñ/ìèí. На второй стадии (1 зона кольцевой печи) температуры металла t = 200 С о и t - = 500 С, а температурный перепад 700 С, при этом температура печи

900 С. В третьей зоне (a кольцевой печи) температура заготовки 500 С, температура прошивки 1130 С, при этом

1565903 формула и з о б р е т е н и я

Составитель А. Кулемин

Редактор И. Дербак Техред Л.Сердюкона Корректор M Шароши

Заказ 1200 Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 101 режимы печи не регламентируются, а расчетная скорость нагрева 13"С/мин.

Внедрение на трубопрокатной установке 160 стадийного нагрева с установкой подогревательной печи, обогре ваемой отходящими дымовыми газами, уменьшает брак на трубах из стали

ШХ-15 на 10-203 и увеличивает производительность печи до 153.

Способ нагрева труб под прокатку, преимущественно из легированных с пОвышенным содержанием углерода сталей, включающий нагрев с заданным числом стадий, скоростями нагрев —:, емпературой металла и при заданных температурах внутреннего пространства и перепада температур печи и металла на каждой стадии, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью улучшения качества путем снижения темперагурных напряжений, нагрев осуществляIGò в три стадии„ сначала со скоростью

5,8-9,8 град/мин до 200-350 С при температуре внутреннего пространстза 600-700 С, затем до 500-550 С при перепаде температур 600-700 С и окончательно со скоростью 9, 1—

14,3 град/мин до температуры прокатки.