Способ производства бесшовных горячекатаных труб большого диаметра повышенной точности по стенке на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами

 

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при производстве бесшовных горячекатаных труб на установках с пилигримовыми станами из легированных и высоколегированных марок стали и сплавов. Сущность: сначала производят прокатку - редуцирование гильзы в заготовку-трубу с коэффициентом вытяжки 1,05≤μ≤1,15 в калибре с разведенными валками и повышенной подачей, а затем прокатку ее в трубу заданного размера в расчетном калибре за счет сведения валка. Изобретение обеспечивает производство качественных по толщине стенки из легированных и высоколегированных марок стали и сплавов труб из кривых и разностенных гильз (бракованных), а также производство труб повышенной точности по стенке из качественных гильз.

Изобретение относится к трубопрокатному производству, в частности к способу производства бесшовных горячекатаных труб большого диаметра, при производстве их из легированных и высоколегированных марок стали и сплавов на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами.

В трубном производстве известен способ производства бесшовных горячекатаных труб большого диаметра на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами из легированных и высоколегированных марок стали и сплавов (Ф.А.Данилов, А.З.Глейборг, В.Г.Балакин. Горячая прокатка труб, Москва, 1962, стр. 282-288), который включает следующие технологические операции: одевание гильзы на дорн, затравку гильзы в валки, т.е. обкатку переднего конца гильзы в трубу на величину отката подающего аппарата, прокатку гильзы в трубу (установившийся процесс), докатку пилигримовой головки и извлечение дорна из трубы.

Однако такой способ горячей пилигримовой прокатки труб не дает возможности производить качественные трубы по геометрическим размерам (толщине стенки) из кривых и разностенных гильз и труб с повышенной точностью по стенке из качественных гильз.

Наиболее близким техническим решением является способ горячей пилигримовой прокатки труб из кованых, сверленых заготовок (ТИ API Q1-Тр.ТБ1-23-95 "Технологические инструкции по участку проката"), включающий следующие технологические операции: - одевание гильзы на дорн; - подъем верхнего валка пилигримового стана на 0,5-1,0 оборот (1-2 мм); - затравка гильзы в валках, т.е. обкатка переднего конца гильзы в трубу на величину, равную или большую на 100-200 мм величины отката подающего аппарата; - установка верхнего валка на точку; - прокатка гильзы в трубу с фиксированной величиной подачи; - обкатка пилигримовой головки; - разведение валков; - извлечение дорна из трубы.

Недостатком известного способа горячей прокатки труб из легированных и высоколегированных марок стали и сплавов является невозможность прокатки качественных труб по толщине стенки из разностенных и кривых гильз, а также труб с повышенной точностью по стенке из качественных гильз, что приводит к браку и повышенному расходу металла при переделе заготовка-труба.

Целью предложенного способа производства бесшовных горячекатаных труб большого диаметра является получение качественных по толщине стенки (отвечающих требованиям ТУ и ГОСТ) труб из кривых и разностенных гильз, т.е. частичное исправление брака прошивного стана и брака заготовок при сверлении центрального отверстия, а также производство труб повышенной точности по стенке (против ТУ и ГОСТов) при прокатке из качественных гильз (прямых и относительно равностенных).

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе производства горячекатаных труб из легированных и высоколегированных марок стали и сплавов на установках с пилигримовыми станами, включающий одевание нагретой до температуры пластичности гильзы на дорн и деформацию ее в трубу с заданной величиной подачи сначала производят прокатку-редуцирование гильзы в заготовку-трубу с коэффициентом вытяжки 1,05≤μ≤1,15 в калибре с разведенными валками и повышенной подачей, а затем прокатку ее в трубу заданного размера в расчетном калибре за счет сведения валков.

Сущность способа заключатся в том, что в процессе редуцирования кривых и разностенных гильз без обжатия по стенке происходит выправление кривизны и перераспределение объемов металла, т.е. частичное снижение разностенности гильз, а при редуцировании хороших (относительно равностенных) гильз - посадка их на дорн с перераспределением объемов металла и снижением поперечной разностенности гильз.

Сравнительный анализ с прототипом показал, что заявляемый способ производства бесшовных горячекатаных труб большого диаметра повышенной точности по стенке на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами отличается тем, что сначала производят прокатку-редуцирование гильзы в заготовку-трубу с коэффициентом вытяжки 1,05≤μ≤1,15 в калибре с разведенными валками и повышенной подачей, а затем прокатку ее в трубу заданного размера в расчетном калибре за счет сведения валков.

Таким образом, заявленный способ соответствует критерию "новизна".

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению (способу) соответствие критерию "Существенные отличия".

Способ опробован и осуществлен на трубопрокатной установке с пилигримовыми станами 8-16" ОАО"ЧТПЗ".

Проведены сравнительные прокатки котельных труб размером 377х30 мм из стали марки 15Х1М1Ф по ТУ 14-3-460 по существующей технологии и предлагаемому способу.

Для сравнительных прокаток были использованы четыре заготовки размером 540 х 100 х 1750 мм, просверленных с эксцентриситетом 50-55 мм (по ТИ не более 20 мм), т.е. бракованные заготовки, две кривые гильзы, размером 540 х 340вн х 2800 мм, полученных при прошивке неравномерно нагретых заготовок, и 10 качественных заготовок размером 540 х 340вн х 2800 мм, которые были поделены поровну и прокатаны в трубы по существующей технологии и с использованием нового способа прокатки.

По существующей технологии получено: 1. Из двух заготовок, просверленных с эксцентриситетом 50-55 мм, получены две трубы с толщиной стали от 25 до 38 мм по ТУ 14-3-460, стенка от 28,5 до 36 мм или с допуском по стенке
+ 26,7% (по ТУ +20),
-16,7% (по ТУ -5%).

2. Из кривой гильзы получена труба, где разностенность в месте максимальной стрелы прогиба составила
+28,1 при допустимой +20,
-15,0% при допустимой -5%.

3. Из пяти качественных заготовок прокатано 5 труб с полем допуска по стенке
+17,7,
-4,3%.

По предложенному способу получено, соответственно, %:
в первом случае поле допуска по всей длине труб составило
+ 19,7,
- 4,8,
во втором случае
+19,6,
- 4,9,
а в третьем случае
+15,2,
-3,7,
т.е. поле допуска в первом случае меньше на 18,9%, во втором на 18,6 и в третьем на 3,1%.

Использование предлагаемого способа производства бесшовных горячекатаных труб большого диаметра из легированных и высоколегированных марок стали и сплавов повышенной точности по толщине стенки на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами позволит исправлять дефекты заготовок при сверловке (смещение центрального отверстия относительно оси слитка), дефекты гильз (кривизна и разностенность за счет неравномерного нагрева заготовок в методических печах) и снизить общую поперечную разностенность труб при прокатке их из качественных гильз на 2-3%, т.е. производить более точные трубы по толщине стенки. Снижение производительности стана окупится снижением расхода металла и брака по разностенности труб.

Формула изобретения

Способ производства бесшовных горячекатаных труб большого диаметра повышенной точности по стенке на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, включающий надевание нагретой до температуры пластичности гильзы на дорн и деформацию ее в трубу с заданной величиной подачи, отличающийся тем, что сначала производят прокатку-редуцирование гильзы в заготовку-трубу с коэффициентом вытяжки 1,05≤μ≤1,15 в калибре с разведенными валками и повышенной величиной подачи, а затем прокатку ее в трубу заданного размера в расчетном калибре путем сведения валков.