Способ производства передельных труб из низкопластичной стали с содержанием бора 1,3-1,8%

Изобретение относится к трубопрокатному производству, в частности к способу производства передельных труб из низкопластичной стали с содержанием бора 1,3-1,8% (ЧС 82), и может быть использовано при производстве бесшовных горячекатаных передельных труб на установках с пилигримовыми станами. Способе производства передельных труб из низкопластичной стали с содержанием бора 1,3-1,8% включает нагрев сверленых слитков ЭШП до температуры пластичности, прошивку их в прошивном стане в гильзы и прокатку передельных труб на пилигримовом стане, при этом затравку на пилигримовом стане ведут с величиной подачи, равной 0,5-0,6 величины подачи установившегося процесса прокатки, на длине трубы, равной 1,0-1,2 пути отката подающего аппарата, а обкатку-докатку пилигримовой головки с величиной подачи 0,6-0,75 на длине трубы, равной 0,5-0,75 пути отката подающего аппарата. Изобретение обеспечивает снижение брака по концевым дефектам в виде трещин и рванин, снижение расходного коэффициента металла при переделе слиток ЭШП-передельная трубная заготовка, и следовательно, снижение стоимости конечной продукции - шестигранных труб из стали ЧС 82. 1 табл.

 

Изобретение относится к трубному производству, в частности к способу производства передельных труб из низкопластичной стали с содержанием бора 1,3-1,8% (ЧС 82), и может быть использовано при производстве бесшовных горячекатаных передельных труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами.

В трубном производстве известен способ производства передельных труб из низкопластичной стали с содержанием бора 1,3-1,8% (ЧС 82), заключающийся в том, что выплавку стали производят вакуумно-дуговым (ВД), вакуумно-индукционным (ВИ), вакуумно-индукционным с последующим вакуумно-дуговым переплавом (ИД) и плазменным переплавом (П) в слитки диаметром 460 мм с последующей ковкой их в прутки (заготовки) диаметром 225-230 мм и механической обработкой (обточкой) на размер 215×1850-1950 мм, нагревом до температуры пластичности, прошивкой в прошивном стане на ТПА-350 с автоматическим станом в гильзы размером 220×45×2700-2850 мм, охлаждением, ремонтом, прошивкой на первом прошивном стане в гильзы размером 250×28×3400-3600 мм, прошивкой на втором стане в гильзы размером 292×13×5600-5950 мм, прокаткой в автоматическом стане в три прохода с обжатиями, соответственно, 14,3; 8,3 и 0,5% и калибровкой в калибровочном стане в трубы размером 288×11 мм при температуре 850-950°С (Отчет по НИР "Освоение технологии производства горячекатаных труб большого диаметра из стали ЧС 82 в условиях ТПА-350 "ЮТЗ", Днепропетровск, 1988 г.).

Недостатком данного способа являются межгосударственные перевозки (Челябинск-Никополь-Челябинск), трудоемкая операция ковки слитков диаметром 460 мм в прутки (заготовки) диаметром 225-230 мм с последующей механической обработкой (обточкой) и порезкой на размер 215×1850-1950 мм и большой расходный коэффициент металла при переделе слиток - шестигранная заготовка, равный 6,53 и, как следствие, высокая стоимость передельных труб и готовой продукции (шестигранных заготовок).

Наиболее близким техническим решением является способ производства трубных заготовок для изготовления шестигранных чехловых труб из низкопластичной безникелевой стали с содержанием бора 1,3-1,8%, включающий сверление центрального отверстия диаметром 100 мм в слитках ЭШП размером 460×1600-1750 и 480×1550-1700 мм, нагрев их до температуры пластичности, прошивку в прошивном стане ТПА 8-16" ОАО "ЧТПЗ" в гильзы размером 440-480×95-130×2000-2700 мм, прокатку гильз на пилигримовом стане в трубы-заготовки размером 377×88,5×3200-3600 мм, повторный нагрев их до температуры пластичности, прошивку в прошивном стане в гильзы размером 400-440×50-70×1800-2650 мм, а затем прокатку на пилигримовом стане в передельные трубы размером 290×12×11500-12500 мм и правку на правильной машине при температуре не ниже 100°С, используя температуру прокатного нагрева (положительное решение по заявке №2001133973/02(035983) от 13.12.2001 г. "Способ производства трубных заготовок для изготовления шестигранных чехловых труб из низкопластичной безникелевой стали с содержанием бора 1,3-1,8%".

Известный способ имеет следующие недостатки. Сталь ЧС 82 из-за наличия бора от 1,3 до 1,8% имеет ограниченный (узкий) деформационный интервал, т.е. относится к низкопластичным сталям. Поэтому, при затравке гильз на подачах, равных от 0,8 до 1,0 установившегося процесса прокатки, на трубах образуются продольные трещины и поперечные рванины, которые распространяются на длину от 0,5 до 1,2 м, т.е. на длине, равной пути отката подающего аппарата, при прокатке гильз в трубы размером 290×12 мм (Д×S). Аналогичная картина наблюдается и при докатке (обкатке) пилигримовых головок. Снижение величины подачи приводит к снижению деформируемого объема металла за одну подачу, снижению нагрузок на привод и клеть пилигримового стана, а следовательно, к снижению протяженности концевых трещин при затравке до 0,3-0,5 м, а при обкатке пилигримовых головок к их полной ликвидации.

Целью предложенного способа является освоение нового технологического процесса производства передельных труб из низкопластичной стали с содержанием бора 1,3-1,8% на ТПА 8-16" с пилигримовыми станами, снижение количества брака по концевым дефектам в виде трещин и рванин, снижение расходного коэффициента металла при переделе слиток ЭШП-передельная трубная заготовка, а следовательно, снижение стоимости конечной продукции-шестигранных труб из стали ЧС 82.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе производства передельных труб из низкопластичной стали с содержанием бора 1,3-1,8%, включающим нагрев сверленых слитков ЭШП до температуры пластичности, прошивку их в прошивном стане в гильзы и прокатку передельных труб на пилигримовом стане, затравку на пилигримовом стане при прокатке передельных труб ведут с величиной подачи, равной 0,5-0,6 величины подачи установившегося процесса прокатки, на длине трубы, равной 1,0-1,2 пути отката подающего аппарата, а обкатку (докатку) пилигримовой головки с величиной подачи 0,6-0,75 на длине трубы, равной 0,5-0,75 пути отката подающего аппарата.

Сущность способа заключается в том, что сложный технологический процесс производства передельных труб из низкопластичной стали с содержанием бора 1,3-1,8%, за счет применения теоретически обоснованных интервалов деформационных параметров при затравке и обкатке (докатке) пилигримовых головок передельных труб на пилигримовом стане, привели к значительному снижению концевой обрези и возможности осуществления (внедрения) его в производство.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ производства передельных труб из низкопластичной стали с содержанием бора 1,3-1,8% отличается тем, что затравку на пилигримовом стане при прокатке передельных труб ведут с величиной подачи, равной 0,5-0,6 от установившегося процесса прокатки, на длине трубы, равной 1,0-1,2 пути отката подающего аппарата, а обкатку (докатку) пилигримовой головки с величиной подачи 0,6-0,75 на длине трубы, равной 0,5-0,75 пути отката подающего аппарата. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого способа, не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

Способ был опробован и внедрен на трубопрокатной установке 8-16" с пилигримовыми станами ОАО "ЧТПЗ". По данному способу впервые в 2003 г. получены качественные трубы размером 290×12×11500-12500 мм для изготовления шестигранных чехловых труб из низкопластичной стали с содержанием бора 1,3-1,8% (ЧС 82).

В производство было задано 20 слитков ЭШП стали марки ЧС 82 размером 460×100×1750 мм поставки завода "Мечел", из них: 10 слитков (20 труб - 40 кратов-заготовок) прокатано по существующей технологии, а 10 слитков прокатано в передельные трубы-заготовки по новой технологии. Данные по прокатке и сдаче передельных труб из стали ЧС 82 размером 290×12×11500-12500 мм из слитков ЭШП, прокатанных на ТПА 8-16" ОАО "ЧТПЗ" по существующему и предлагаемому способам приведены в таблице. Из таблицы видно, что при прокатке передельных труб по существующей технологии процесс затравки производился с подачей по гильзе, равной 13-15 мм, что составило 0,83-0,85 от установившегося процесса прокатки (15-18 мм), на длине, равной 0,3-0,5 пути отката, т.е. только для получения затравочных концов, а процесс докатки (обкатки) пилигримовых головок вообще без снижения величины подачи. На затравочных концах трубы имели трещины и поперечные рванины на длине 750-1250 мм, а с задних концов (пилигримовых головок) трещины и рванины на длине 700-1000 мм, т.к. с целью экономии металла процесс прокатки ведут с использованием подкладных углеродистых колец. Расходный коэффициент металла по данной партии передельных труб составил 1,678. По новой технологии процесс затравки производили с подачей 7,5-9,0 мм, что составило от 0,5 до 0,6 величины подачи от установившегося процесса прокатки, на длине 1200-1450 мм, т.е. равной 1,0-1,2 длины пути отката подающего аппарата. Обкатку пилигримовых головок производили с подачей 10,8-11,5 на длине 600-950 мм, что составило 0,6-0,75 от величины подачи установившегося процесса и 0,6-0,75 от пути отката подающего аппарата. Трубы с затравочных концов имели трещины на длине 300-450 мм, а со стороны пилигримовых головок были рванины только на 5 трубах на длине 200-350 мм. Расходный коэффициент металла по трубам, прокатанным по новой технологии составил 1,283.

Таким образом, по предлагаемому способу производства передельных труб из низкопластичной стали с содержанием бора 1,3-1,8%, получено снижение расхода металла при горячей прокатке на 395 кг.

Использование предлагаемого способа производства передельных труб из низкопластичной стали с содержанием бора 1,3-1,8% позволит значительно снизить расход металла за счет снижения количества концевых дефектов в виде трещин и рванин, а следовательно, снизить стоимость товарных шестигранных труб из стали ЧС 82.

Данные по прокатке и сдаче передельных труб из стали ЧС 82 размером 290×12×11500-12500 мм из слитков ЭШП (кратов-заготовок), прокатанных на ТПА 8-16" ОАО "ЧТПЗ" по существующему и предлагаемому способам
№ п/п	Количество прокатанных труб (шт)	Способ производ. труб	Средняя величина пути отката подающего аппарата (мм)	Технологический процесс прокатки передельных труб-заготовок
				Затравка	Установив, процесс прокатки	Обкатка пилигримовой головки	Расход. коэфф. металла
Величина подачи по гильзе (мм)	Величина дефект. концов (мм)	Величина подачи по гильзе (мм)	Замечания по прокатке	Величина подачи по гильзе (мм)	Величина дефект. концов (мм)
1	20	Существ.	1200-1250	13-15	750-1250	15-18	Трубы без дефектов	15-18	700-1000	1,678
2	20	Предлаг.	1200-1250	7,5-9,0	300-450	15-18	Трубы без дефектов	10,8-11,5	На 5 трубах трещины на длине 200-350	1,283

Способ производства передельных труб из низкопластичной стали с содержанием бора 1,3-1,8%, включающий нагрев сверленых слитков ЭШП до температуры пластичности, прошивку их в прошивном стане в гильзы и прокатку передельных труб на пилигримовом стане, отличающийся тем, что затравку на пилигримовом стане при прокатке передельных труб ведут с величиной подачи, равной 0,5-0,6 от величины подачи установившегося процесса прокатки, на длине трубы, равной 1,0-1,2 пути отката подающего аппарата, а обкатку-докатку пилигримовой головки с величиной подачи 0,6-0,75 на длине трубы, равной 0,5-0,75 пути отката подающего аппарата.