Способ производства бесшовных труб размером 299×10-60 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков электрошлакового переплава стали марки 10х9мфб-ш

Авторы патента:


Способ производства бесшовных труб размером 299×10-60 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков электрошлакового переплава стали марки 10х9мфб-ш
Способ производства бесшовных труб размером 299×10-60 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков электрошлакового переплава стали марки 10х9мфб-ш
Способ производства бесшовных труб размером 299×10-60 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков электрошлакового переплава стали марки 10х9мфб-ш
Способ производства бесшовных труб размером 299×10-60 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков электрошлакового переплава стали марки 10х9мфб-ш

 


Владельцы патента RU 2522513:

Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (RU)

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства бесшовных труб для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков электрошлакового переплава стали марки 10Х9МФБ-Ш. Способ может применяться на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами при производстве товарных труб размером 299×16-60 мм, передельных труб размером 377×22 и 325×20 мм для последующего переката их в товарные трубы размером 299×10-15 мм на стане ХПТ 450. Способ включает выплавку слитков электрошлаковым переплавом, механическую обработку - обточку слитков в слитки-заготовки, сверление в слитках-заготовках центрального отверстия диаметром 100±5 мм, нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивку их в станах поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатку гильз на пилигримовых станах в товарные трубы размером 299×16-60 мм, термическую обработку, травление, правку, ультразвуковой контроль и приемку труб. Обеспечивается производство на одном заводе труб всего размерного ряда 299×10-60 мм с механическими свойствами и геометрическими размерами, превышающими требования существующих технических условий, снижение расходного коэффициента металла при производстве тонкостенных труб за счет снижения поля допуска по толщине стенки. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства бесшовных труб размером 299×10-60 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков-заготовок электрошлакового переплава стали марки 10Х9МФБ-Ш, и может быть использовано на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами при производстве товарных труб размером 299×16-60 мм, передельных труб размером 377×22 и 325×20 мм для последующего переката их на станах ХПТ 450 в товарные трубы размером 299×10-15 мм.

В практике трубопрокатного производства существует способ изготовления котельных труб большого и среднего диаметров из кованых заготовок сталей марок 20, 15ГС, 15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 12Х2МФСР, 10Х9МФБ, 12Х11В2МФ, 08Х16Н9М2, 12Х18Н12Т и 10Х13Г12БС2Н2Д2 с заданными требованиями по механическим свойствам, включающий отливку слитков, ковку их в поковки (уплотнение структуры) с уковом ≥2,5, механическую обработку поковок в заготовки (обточку со съемом металла 10-15 мм на сторону), сверление в заготовках центрального отверстия диаметром 100±5 мм для удаления центральной ликвационной пористости и неметаллических включений, нагрев заготовок до температуры пластичности, прошивку заготовок в станах поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатку гильз в трубы диаметром 245-550 мм на пилигримовой установке 8-16″ с допуском по диаметру +1,25/-1,0% и толщине стенки +25/-5% (ТУ 14-1-2560-78 «Заготовка трубная кованая для котельных труб», ТУ 14-3-460-2003 и ТУ 14-3Р-55-2001 «Трубы стальные бесшовные для паровых котлов и трубопроводов» и ТУ 14-3-420-75 «Трубы для паровых котлов и трубопроводов из стали 15ГС и 15Х1М1Ф»).

Недостатком указанного способа является высокая энергоемкость процесса, связанная с нагревом и деформацией (ковкой) слитков в поковки с последующей обточкой и сверлением центрального отверстия, нагревом заготовок до температуры пластичности, прошивкой и прокаткой их в трубы на пилигримовых станах с допуском по стенке +20/-5%, повышенный расходный коэффициент металла при переделе слиток - поковка - заготовка - труба и, как следствие, высокая стоимость труб, а также то, что данная марка стали, хотя и включена в ТУ 14-3Р-55-2001, но трубы до последнего момента из нее не производились.

В трубном производстве известен способ изготовления газлифтных труб большого диаметра из слитков стали 09Г2С выплавки ЭШП и ВДП (патент RU №2119395, кл. B21B 19/04), где деформацию слитков в прошивном стане ведут вдоль расположения кристаллов, задавая слитки в стан головной частью, и прошивают с посадом по диаметру на величину

D=2SГ(1-sinα)/SС,

где SГ - толщина стенки гильзы, мм;

SС - толщина стенки сверленого слитка ЭШП, мм;

α - угол наклона фронта кристаллизации к оси слитка, град.

Недостатком указанного способа изготовления труб большого диаметра из слитков ЭШП и ВДП стали марки 09Г2С является необходимость изготовления макротемплетов для определения угла наклона фронта кристаллизации к оси слитка, а прошивка слитков усадочной (головной) частью вперед приводит к образованию дефектов в виде внутренних плен на передних концах гильз.

В трубном производстве известен также способ производства котельных труб большого диаметра из слитков ЭШП (патент RU №2180874, кл. B21B 19/04), обеспечивающий уменьшение энергозатрат, снижение расхода металла и, как следствие, снижение стоимости котельных труб за счет использования слитков большого диаметра и ведения процесса прошивки с посадом по диаметру, равным 8-16%.

Недостатками данного способа являются то, что из-за малой мощности привода прошивного стана ОАО «ЧТПЗ» слитки ЭШП из данной марки стали прошить с посадом по диаметру 8-16% не представляется возможным.

Наиболее близким техническим решением является способ производства бесшовных горячедеформированных труб большого и среднего диаметров на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков электрошлакового переплава и непрерывно-литых заготовок (патент RU №2322314, кл. B21B 19/04), предусматривающий прошивку слитков ЭШП и НЛЗ в станах поперечно-винтовой прокатки с посадом по диаметру в зависимости от марки стали и суммарной вытяжки при переделе слиток электрошлакового переплава - труба или непрерывно-литая заготовка-труба, при этом значения величин посада по диаметру слитков электрошлакового переплава при прошивке в станах поперечно-винтовой прокатки определяют из выражения

Δi′эшп=ki′эшпµiΣ,

где Δi′эшп - значения величин посада по диаметру при прошивке в станах поперечно-винтовой прокатки слитков ЭШП i-й марки стали, %;

µiΣ=µпр.µп - суммарный коэффициент вытяжки при прокатке труб i-го размера;

ki′эшп - коэффициент, учитывающий величину посада по диаметру при прошивке гильз из слитков ЭШП i-й марки стали, %;

µпр - коэффициент вытяжки при прошивке гильз под прокатку труб i-го размера;

µп - коэффициент вытяжки при прокатке труб j-го размера на пилигримовом стане, при этом коэффициенты ki′эшп для разных марок варьируются от 24 до 40.

Недостатком данного способа является то, что он очень сложен для производства, так как под каждый размер труб необходимы свои размеры слитков ЭШП, распространяется данный способ на производство бесшовных горячедеформированных труб большого и среднего диаметров на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами из углеродистых марок стали и не предусматривает производство котельных труб из слитков ЭШП стали марки 10Х9МФБ-Ш. В настоящее время заводами России, а именно ОАО «ЗМЗ» и ОАО «Мечел» освоено производство слитков ЭШП размером 430×1750±50, 470×1750±50, 490×1750±50, 565×1750±50 и 620×1750±50 мм. Для производства других диаметров нужны кристаллизаторы, производство которых требует больших инвестиций, да и нет целесообразности, т.к. геометрические размеры кристаллизаторов можно унифицировать.

Трубы диаметром 299 мм можно производить на ТПУ 350 с автоматическим станом, но данные установки в России отсутствуют.

Прокатка труб размером 299×10-15 мм на средних трубопрокатных установках с пилигримовыми станами проблематична из-за низкой температуры стали 10Х9МФБ-Ш под деформацию 1180-1200°C. Из слитков ЭШП размером 490×100×1750±50 мм на пилигримовом стане получают трубу 273×9 мм длиной до 32 м. Время прокатки такой трубы составляет более 4,0 минут. За данный промежуток времени гильза-труба остывает до 800°C (при рекомендуемой не ниже 850°C в конце прокатки). Прокатка труб и докатка пилигримовых головок из стали марки 10Х9МФБ-Ш при температуре ниже 850°C приводит к повышенным нагрузкам на привод пилигримового стана и затяжкам дорнов, что, в свою очередь, может привести к поломкам предохранительных болтов и шпинделей пилигримового стана и снижению производительности за счет извлечения дорнов из-за затяжек. Для исключения затяжек необходимо производить прокатку труб из данной марки стали на дорнах с конусностью 4-5 мм, что приведет к продольной разностенности и повышенному браку труб по стенке. Прокатка труб размером 299×10-15 мм на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами с допуском по толщине стенки +20/-5% приводит к дополнительному расходу металла.

Задачей предложенного способа (изобретения) является освоение производства бесшовных труб размером 299×10-60 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков электрошлакового переплава размером 470×100×1750±50 и 490×100×1750±50 мм стали марки 10Х9МФБ-Ш вместо кованой заготовки в условиях ОАО «ЧТПЗ», а именно, производство товарных труб размером 299×16-60 мм и передельных труб размером 325×20 и 377×22 мм на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами и последующего передела (переката) передельных труб на стане ХПТ 450 в товарные трубы размером 299×10-15 мм с повышенными требованиями по механическим свойствам, геометрическим размерам и качеству поверхности труб, снижение расхода металла при переделе слиток ЭШП - котельная труба за счет снижения плюсового допуска по толщине стенки и повышения механических свойств металла труб, за счет дробности деформации при прокатке на ТПУ с пилигримовыми станами и прокатке (перекатке) передельных труб в товарные на станах ХПТ.

Технический результат достигается тем, что в известном способе производства бесшовных труб размером 299×10-60 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков электрошлакового переплава стали марки 10Х9МФБ-Ш, включающем выплавку слитков электрошлаковым переплавом, механическую обработку - обточку слитков в слитки-заготовки ЭШП, сверление в слитках-заготовках центрального отверстия диаметром 100±5 мм, нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивку их в станах поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатку гильз на пилигримовых станах в товарные трубы, термическую обработку, травление, правку, ультразвуковой контроль и приемку труб с допуском по диаметру и толщине стенки, бесшовные трубы размером 299×10-13 мм производят из слитков-заготовок электрошлакового переплава размером 490×100×1750±50 мм, которые нагревают до температуры 1170-1190°C, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 500×вн.315×2540-2700 мм на оправке диаметром 300 мм с вытяжкой µ=1,5 и подъемом по диаметру 1,9-2,1%, гильзы прокатывают на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами в передельные трубы размером 377×22×9000-10000 мм с вытяжкой µ=4,83 и обжатием по диаметру 24,6%, причем передельные горячекатаные трубы размером 377×229000-1000 мм термообрабатывают и прокатывают на стане ХПТ 450 в передельные холоднокатаные трубы размером 325×15×14800-16500, 325×16×13900-15700 и 325×17×13000-14600 мм с вытяжками, соответственно, µ=1,68, µ=1,58 и µ=1,49, передельные холоднокатаные трубы разрезают на трубы-краты равной длины, термообрабатывают, причем передельные холоднокатаные трубы размером 325×15×7400-8250 мм прокатывают на стане ХПТ 450 в товарные трубы размером 299×10×11600-12900 мм, передельные холоднокатаные трубы размером 325×16×6950-7850 мм прокатывают в товарные трубы размером 299×11×10500-11900 мм, а передельные холоднокатаные трубы размером 325×17×6500-7300 мм прокатывают в товарные холоднокатаные трубы размером 299×12×9500-10700 мм и 299×13×8800-9900 мм с вытяжками, соответственно, µ=1,61, µ=1,56, µ=1,52 и µ=1,41, при этом бесшовные трубы размером 299×14-15 мм производят из слитков-заготовок электрошлакового переплава размером 490×100×1750±50 мм, которые нагревают до температуры 1170-1180°C, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 500×вн.315×2540-2700 мм на оправке диаметром 300 мм с вытяжкой µ=1,50 и подъемом по диаметру 1,9-2,1%, гильзы прокатывают на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами в передельные трубы размером 325×20×12200-13100 мм с вытяжкой µ=6,17 и обжатием по диаметру 35,0%, передельные горячекатаные трубы размером 325×20 мм термообрабатывают, разрезают на трубы-краты равной длины, передельные трубы размером 325×20×6100-6550 мм прокатывают на стане ХПТ 450 в товарные трубы размером 299×14×9000-9700 и 299×15×8400-9000 мм с вытяжками µ=1,53, µ=1,43, бесшовные трубы размером 299×16-30 мм производят на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами из слитков-заготовок ЭШП размером 470×100×1750±50 мм, которые нагревают до температуры пластичности, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 470×вн.290×2570-2720 и 470×вн.265×2330-2470 мм на оправках диаметром 275 и 250 размер в размер по диаметру с вытяжками µ=1,51 и µ=1,37, гильзы размером 470×вн.290×2570-2700-470×вн.265×2330-2470 мм прокатывают на пилигримовом стане в товарные трубы размером 299×16×14800-15800-299×30×7100-7700 мм с вытяжками от µ=7,13 до µ=4,10 и обжатием по диаметру 36,4%, бесшовные трубы размером 299×31-60 мм производят на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами из слитков-заготовок ЭШП размером 470×100×1750±50 мм, которые нагревают до температуры пластичности, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 470×вн.265×2330-2470 и 470×вн.205×1960-2090 мм на оправках диаметром 250 и 190 мм размер в размер по диаметру с вытяжками µ=1,37 и µ=1,16, гильзы размером 470×вн.265×2330-2470-470×вн.205×1960-2090 мм прокатывают на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами в товарные трубы размером 299×31×7100-7600-299×60×4800-5200 мм с вытяжками от µ=4,0 до µ=2,97 и обжатием по диаметру 36,54%, при этом полученные трубы разрезают на заданные длины, трубы размером 299×10-15 мм принимают с допуском по диаметру ±1,0% и стенке +15/-5%, а трубы размером 299×16-60 мм принимают с допуском по диаметру +1,25/-1,0% и стенке +20/-5,0%, прокатку товарных труб размером 299×16-60 мм на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами производят с подачей гильзы mj в очаг деформации, значение которой определяют из выражения , где m16=18-20 - величина подачи гильзы диаметром 470 мм в очаг деформации пилигримового стана при прокатке труб размером 299×16 мм в валках с калибром 306, мм; µi - величина вытяжки при прокатке труб диаметром 299 мм с i-й толщиной стенки.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ производства бесшовных труб размером 299×10-60 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков электрошлакового переплава стали марки 10Х9МФБ-Ш отличается тем, что бесшовные трубы размером 299×10-13 мм производят из слитков-заготовок электрошлакового переплава размером 490×100×1750±50 мм, которые нагревают до температуры 1170-1190°C, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 500×вн.315×2540-2700 мм на оправке диаметром 300 мм с вытяжкой µ=1,5 и подъемом по диаметру 1,9-2,1%, гильзы прокатывают на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами в передельные трубы размером 377×22×9000-10000 мм с вытяжкой µ=4,83 и обжатием по диаметру 24,6%, причем передельные горячекатаные трубы размером 377×22×9000-1000 мм термообрабатывают и прокатывают на стане ХПТ 450 в передельные холоднокатаные трубы размером 325×15×14800-16500, 325×16×13900-15700 и 325×17×13000-14600 мм с вытяжками, соответственно, µ=1,68, µ=1,58 и µ=1,49, передельные холоднокатаные трубы разрезают на трубы-краты равной длины, термообрабатывают, причем передельные холоднокатаные трубы размером 325×15×7400-8250 мм прокатывают на стане ХПТ 450 в товарные трубы размером 299×10×11600-12900 мм, передельные холоднокатаные трубы размером 325×16×6950-7850 мм прокатывают в товарные трубы размером 299×11×10500-11900 мм, а передельные холоднокатаные трубы размером 325×17×6500-7300 мм прокатывают в товарные холоднокатаные трубы размером 299×12x9500-10700 мм и 299×13×8800-9900 мм с вытяжками, соответственно, µ=1,61, µ=1,56, µ=1,52 и µ=1,41, при этом бесшовные трубы размером 299×14-15 мм производят из слитков-заготовок электрошлакового переплава размером 490×100×1750±50 мм, которые нагревают до температуры 1170-1180°C, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 500×вн.315×2540-2700 мм на оправке диаметром 300 мм с вытяжкой µ=1,50 и подъемом по диаметру 1,9-2,1%, гильзы прокатывают на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами в передельные трубы размером 325×20×12200-13100 мм с вытяжкой µ=6,17 и обжатием по диаметру 35,0%, передельные горячекатаные трубы размером 325×20 мм термообрабатывают, разрезают на трубы-краты равной длины, передельные трубы размером 325×20×6100-6550 мм прокатывают на стане ХПТ 450 в товарные трубы размером 299×14×9000-9700 и 299×15×8400-9000 мм с вытяжками µ=1,53, µ=1,43, бесшовные трубы размером 299×16-30 мм производят на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами из слитков-заготовок ЭШП размером 470×100×1750±50 мм, которые нагревают до температуры пластичности, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 470×вн.290×2570-2720 и 470×вн.265×2330-2470 мм на оправках диаметром 275 и 250 размер в размер по диаметру с вытяжками µ=1,51 и µ=1,37, гильзы размером 470×вн.290×2570-2700-470×вн.265×2330-2470 мм прокатывают на пилигримовом стане в товарные трубы размером 299×16×14800-15800-299×30×7100-7700 мм с вытяжками от µ=7,13 до µ=4,10 и обжатием по диаметру 36,4%, бесшовные трубы размером 299×31-60 мм производят на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами из слитков-заготовок ЭШП размером 470×100×1750±50 мм, которые нагревают до температуры пластичности, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 470×вн.265×2330-2470 и 470×вн.205×1960-2090 мм на оправках диаметром 250 и 190 мм размер в размер по диаметру с вытяжками µ=1,37 и µ=1,16, гильзы размером 470×вн.265×2330-2470-470×вн.205×1960-2090 мм прокатывают на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами в товарные трубы размером 299×31×7100-7600-299×60×4800-5200 мм с вытяжками от µ=4,0 до µ=2,97 и обжатием по диаметру 36,54%, при этом полученные трубы разрезают на заданные длины, трубы размером 299×10-15 мм принимают с допуском по диаметру ±1,0% и стенке +15/-5%, а трубы размером 299×16-60 мм принимают с допуском по диаметру +1,25/-1,0% и стенке +20/-5,0%, прокатку товарных труб размером 299×16-60 мм на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами производят с подачей гильзы mj в очаг деформации, значение которой определяют из выражения , где m16=18-20 - величина подачи гильзы диаметром 470 мм в очаг деформации пилигримового стана при прокатке труб размером 299×16 мм в валках с калибром 306, мм; µi - величина вытяжки при прокатке труб диаметром 299 мм с i-й толщиной стенки. Таким образом, эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

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 соответствует патентоспособности «изобретательский уровень».

Прокатка товарных труб размером 299×25 из стали 10Х9МФБ-Ш производилась на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами из слитков-заготовок ЭШП размером 470×100×1750±50 мм, а передельных труб размером 377×22 мм из слитков-заготовок ЭШП размером 490×100×1750±50 мм. Прокатка передельных горячекатаных труб размером 377×22 мм в передельные холоднокатаные трубы размером 325×17 мм и последующий перекат их в товарные размером 299×12 мм производились на стане ХПТ 450 ОАО «ЧТПЗ». Данные по прокатке передельных труб размером 377×22 мм и товарных труб размером 299×25 мм из стали марки 10Х9МФБ-Ш на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами и прокатке передельных труб размером 377×22 мм в товарные трубы размером 299×12 мм на стане ХПТ 450 ОАО «ЧТПЗ», результатам сдачи, механическим свойствам и геометрическим размерам труб приведены в таблицах 1 и 2. Из таблицы 1 видно, что в производство было задано 5 слитков ЭШП размером 490×100×1750±50 мм и 5 слитков ЭШП размером 470×100×1750±50 мм, поставки ОАО «Мечел». Пять слитков ЭШП размером 490×100×1750±50 мм были прокатаны на ТПУ 8-16″ в передельные трубы размером 377×22 мм, а пять слитков размером 478×100×1750±50 мм - в товарные трубы размером 299×25 мм. Слитки для прокатки передельных труб были посажены в методическую печь и нагреты в соответствии с п.1 формулы изобретения до температуры 1170-1180°C. Пять слитков, общей массой 12,196 т, были прошиты в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 300 мм в гильзы размером 500×вн.315×2550-2620 мм с вытяжкой µ=1,50 и подъемом по диаметру 2,0% (в соответствии с п.1 формулы изобретения). Затем гильзы были прокатаны на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами в передельные трубы размером 377×22×9100-9400 мм (в соответствии с п.1 формулы изобретения). Передельные горячекатаные трубы были отправлены в цех №5 на холодный передел. В цехе №5 передельные горячекатаные трубы размером 377×22 мм были перекатаны на стане ХПТ 450 в передельные холоднокатаные размером 325×17 мм, а затем они были порезаны на трубы-краты равной длины и перекатаны в товарные трубы размером 299×12 мм (в соответствии с п.1 формулы изобретения). В результате было прокатано и принято в соответствии с ТУ 14-3Р-55-2001 десять труб размером 299×12×9700-10200 мм общей массой 8,431 т. Средний расходный коэффициент металла по данной партии труб составил 1,447. Сравнения по данной прокатке не производили, т.к. трубы данного сортамента из стали 10Х9МФБ-Ш в России не производились ввиду отсутствия технологии и оборудования для их производства.

Одновременно в производство было задано 5 слитков ЭШП размером 470×100×1750±50 мм, общей массой 11,376 т, которые были нагреты в соответствии с п.1 формулы изобретения, прошиты в гильзы размером 470×265×2330-2450 мм на оправке диаметром 250 мм с вытяжкой µ=1,37 и размер в размер по диаметру, т.е. Δ=0, а затем прокатаны на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами в товарные трубы размером 299×25×10300-10900 мм с коэффициентом вытяжки µ=5,50 и обжатием по диаметру Δ=40,7%. Трубы были приняты в соответствии с ТУ14-3Р-55-2001-53,1 м труб общей массой 8,966 т. Средний расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 1,269.

В таблице 2 приведены данные по механическим свойствам металла и геометрические размеры труб. Из таблицы видно, что механические свойства металла и геометрические размеры труб, прокатанных из слитков ЭШП по предлагаемой технологии, выше, чем по ТУ 14-3Р-55-2001, что в свою очередь дает гарантированную возможность снизить плюсовое поле допуска по толщине стенки и установить допуск +15/-10% вместо существующего +20/-5,0%. А так как качество металла слитков ЭШП значительно лучше, то основной критерий котельных труб, длительная прочность, будет значительно выше.

Таким образом, использование предложенного способа позволит впервые в России осуществить производство бесшовных труб размером 299×10-60 мм непосредственно из слитков ЭШП для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара с механическими свойствами металла и геометрическими размерами, превышающими значения данных показателей, приведенных в ТУ 14-3Р-55-2001, что позволит значительно снизить энергозатраты за счет исключения нагрева слитков под ковку и ковку слитков в поковки, снижения нагрузок при прошивке слитков ЭШП с дифференцированными обжатиями по диаметру и производить качественные товарные и передельные трубы на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами ОАО «ЧТПЗ» для последующего передела передельных труб в товарные на станах ХПТ 450 в соответствии с заказами потребителя, снизить расходный коэффициент металла при переделе слиток ЭШП - котельная труба, а следовательно, снизить стоимость котельных труб из данной марки стали.

1. Способ производства бесшовных труб размером 299×10-60 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков электрошлакового переплава стали марки 10Х9МФБ-Ш, включающий выплавку слитков электрошлаковым переплавом, механическую обработку - обточку слитков в слитки-заготовки ЭШП, сверление в слитках-заготовках центрального отверстия диаметром 100±5 мм, нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивку их в станах поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатку гильз на пилигримовых станах в товарные трубы, термическую обработку, травление, правку, ультразвуковой контроль и приемку труб с допуском по диаметру и толщине стенки, отличающийся тем, что бесшовные трубы размером 299×10-13 мм производят из слитков-заготовок ЭШП размером 490×100×1750±50 мм, которые нагревают до температуры 1170-1190°С, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 500×вн.315×2540-2700 мм на оправке диаметром 300 мм с вытяжкой µ=1,5 и подъемом по диаметру 1,9-2,1%, гильзы прокатывают на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами в передельные трубы размером 377×22×9000-10000 мм с вытяжкой µ=4,83 и обжатием по диаметру 24,6%, причем передельные горячекатаные трубы размером 377×22×9000-10000 мм термообрабатывают и прокатывают на стане ХПТ 450 в передельные холоднокатаные трубы размерами 325×15×14800-16500, 325×16×13900-15700 и 325×17×13000-14600 мм с вытяжками, соответственно, µ=1,68, µ=1,58 и µ=1,49, передельные холоднокатаные трубы разрезают на трубы-краты равной длины, термообрабатывают, причем передельные холоднокатаные трубы размером 325×15×7400-8250 мм прокатывают на стане ХПТ 450 в товарные трубы размером 299×10×11600-12900 мм, передельные холоднокатаные трубы размером 325×16×6950-7850 мм прокатывают в товарные трубы размером 299×11×10500-11900 мм, а передельные холоднокатаные трубы размером 325×17×6500-7300 мм прокатывают в товарные холоднокатаные трубы размером 299×12×9500-10700 мм и 299×13×8800-9900 мм с вытяжками, соответственно, µ=1,61, µ=1,56, µ=1,52 и µ=1,41, при этом бесшовные трубы размером 299×14-15 мм производят из слитков-заготовок ЭШП размером 490×100×1750±50 мм, которые нагревают до температуры 1170-1180°С, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 500×вн.315×2540-2700 мм на оправке диаметром 300 мм с вытяжкой µ=1,50 и подъемом по диаметру 1,9-2,1%, гильзы прокатывают на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами в передельные трубы размером 325×20×12200-13100 мм с вытяжкой µ=6,17 и обжатием по диаметру 35,0%, передельные горячекатаные трубы размером 325×20 мм термообрабатывают, разрезают на трубы-краты равной длины, передельные трубы размером 325×20×6100-6550 мм прокатывают на стане ХПТ 450 в товарные трубы размером 299×14×9000-9700 и 299×15×8400-9000 мм с вытяжками µ=1,53, µ=1,43, бесшовные трубы размером 299×16-30 мм производят на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами из слитков-заготовок ЭШП размером 470×100×1750±50 мм, которые нагревают до температуры пластичности, прошивают в стане поперечно винтовой прокатки в гильзы размером 470×вн.290×2570-2720 и 470×вн.265×2330-2470 мм на оправках диаметром 275 и 250 размер в размер по диаметру с вытяжками µ=1,51 и µ=1,37, гильзы размером 470×вн.290×2570-2700 - 470×вн.265×2330-2470 мм прокатывают на пилигримовом стане в товарные трубы размером 299×16×14800-15800 - 299×30×7100-7700 мм с вытяжками от µ=7,13 до µ=4,10 и обжатием по диаметру 36,4%, бесшовные трубы размером 299×31-60 мм производят на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами из слитков-заготовок ЭШП размером 470×100×1750±50 мм, которые нагревают до температуры пластичности, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 470×вн.265×2330-2470 и 470×вн.205×1960-2090 мм на оправках диаметром 250 и 190 мм размер в размер по диаметру с вытяжками µ=1,37 и µ=1,16, гильзы размером 470×вн.265×2330-2470 - 470×вн.205×1960-2090 мм прокатывают на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами в товарные трубы размером 299×31×7100-7600 - 299×60×4800-5200 мм с вытяжками от µ=4,0 до µ=2,97 и обжатием по диаметру 36,54%, при этом полученные трубы разрезают на заданные длины, трубы размером 299×10-15 мм принимают с допуском по диаметру ±1,0% и стенке +15/-5%, а трубы размером 299×16-60 мм принимают с допуском по диаметру +1,25/-1,0% и стенке +20/-5,0%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что прокатку товарных труб размером 299×16-60 мм на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами производят с подачей гильз mj в очаг деформации, значение которой определяют из выражения:
m j = m 16 + m 16 μ i ,
где m16 - 18-20 - величина подачи гильзы диаметром 470 мм в очаг деформации пилигримового стана при прокатке труб размером 299×16 мм в валках с калибром 306 мм, мм;
µi - величина вытяжки при прокатке труб диаметром 299 мм с i-й толщиной стенки.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано при производстве бесшовных горячедеформированных котельных и паропроводных труб для энергетического оборудования с суперсверхкритическими параметрами пара.

Изобретение относится к трубному производству. Способ включает нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности и прошивку их в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с разными вытяжками по длине µпр, µпр1 и µпр2. В стане поперечно - винтовой прокатки слитки-заготовки прошивают в гильзы, имеющие форму двух полых совмещенных усеченных конусов, один из которых имеет длину, равную (0,10-0,15) длины гильзы, и меньшее основание его расположено на переднем конце по ходу прошивки гильз, а второй конус имеет длину, равную (0,85-0,9) длины гильзы, и меньшее основание его расположено на заднем конце по ходу прошивки гильз.

Изобретение предназначено для улучшения проработки непрерывнолитой структуры заготовок при их прошивке в двухвалковых прошивных станах винтовой прокатки. Инструмент имеет биконические валки с пережимом между их конусами и установленную между ними прошивную оправку, носок которой выдвинут за пережим в сторону входа в очаг деформации, а также направляющие линейки, имеющие входной конический и выходной участки с гребнем между ними, который расположен в пережиме валков или сдвинут в сторону носка оправки.

Изобретение предназначено для снижения себестоимости товарных и передельных труб большого диаметра из легированных труднодеформируемых марок стали и сплавов. Технологический инструмент состоит из рабочих приводных валков, установленных на угол подачи и угол раскатки, оправки с носиком, выдвинутой за пережим и жестко насаженной на вращающийся стержень - дорновую штангу.

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства бесшовных горячекатаных труб размером 530×25-60 мм из стали марки 10Х9МФБ-Ш для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара.

Изобретение предназначено для исключения образования дефектов на внутренней поверхности гильз в процессе их винтовой прокатки. Способ включает подачу смазки на внутреннюю поверхность гильз и прокатку гильз на короткой удерживаемой оправке.

Изобретение предназначено для улучшения качества поверхности гильз, получаемых на косовалковом прошивном стане для производства горячекатаных труб. Технологический инструмент косовалкового прошивного стана содержит валки, включающие конус прошивки и конус раскатки, разделенные пережимом, линейки и оправку, выдвинутую за пережим валков.

Изобретение предназначено для повышения качества изделий и снижения простоев косовалкового прошивного стана за счет увеличения межперевалочного срока службы валков.

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано для изготовления бесшовных горячекатаных труб из непрерывнолитой, а так же катаной заготовок, преимущественно на трубопрокатных агрегатах с автоматическими раскатными станами.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и касается изготовления гильз из литой, а также непрерывно-литой заготовки в косовалковом прошивном стане.

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при производстве бесшовных горячекатаных труб из стали марки 10Х9МФБ-Ш для паровых котлов паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара. Полые слитки ЭШП растачивают и обтачивают в полые слитки-заготовки размером 660хвн.380х2100±50 мм, нагревают до температуры пластичности и прошивают-раскатывают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 670хвн.515х3170-3330 мм. На ТПУ 8-16” с пилигримовыми станами гильзы прокатывают в товарные трубы размером 550х31х7100-7500 - 550х45х5400-5700 мм. Обеспечивается повышение механических свойств и точность геометрических размеров труб. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Способ предназначен для снижения расхода металла, повышения производительности пилигримовых станов, снижения нагрузок на привод пилигримового стана при производстве бесшовных горячекатаных труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами. Способ включает нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивку их в стане поперечно-винтовой прокатки в конусные гильзы с разными вытяжками по длине и с последующей прокаткой на пилигримовом стане в трубы с постоянной величиной подачи в очаг деформации и постоянной вытяжкой, выведение пилигримовых головок из гильз, порезку труб-плетей на трубы-краты и удаление технологических отходов - пилигримовых головок и затравочных концов пилой горячей резки. Фиксированная величина подачи и исключение смятия задних концов гильз при пилигримовой прокатке обеспечиваются за счет того, что прошивку производят в гильзы, имеющие форму полого усеченного конуса с большим основанием на переднем конце по ходу прошивки гильз, а меньшим - на заднем конце, путем увеличения вытяжки плавным сведением рабочих валков относительно оси прокатки от начала прошивки к концу на величину L, значение которой регламентировано, а прокатку на пилигримовых станах в трубы производят, задавая гильзы передними концами с постоянной величиной подачи и с переменной вытяжкой, формируя пилигримовые головки из задних концов гильз. 1 табл.
Изобретение предназначено для снижения энергозатрат в трубопрокатном производстве при прошивке слитков и заготовок массой от 3 до 10 тонн в гильзы в стане поперечно-винтовой прокатки и может быть использовано на трубопрокатных установках с автоматическими и пилигримовыми станами. Способ включает нагрев слитков и заготовок до температуры пластичности, транспортировку по рольгангу, передачу в желоб стана, задачу в очаг деформации, образованный рабочими и направляющими валками или линейками, прошивку на короткой оправке с подпором и раскатку. Исключение образования "треугольников", повышение производительности и снижение расхода металла обеспечивается за счет того, что прошивку производят в рабочих и направляющих валках или линейках, оси которых расположены в вертикальной плоскости, с подачей слитков и заготовок в стан подъемным механизмом, а в очаг деформации - под собственным весом, при этом прошивку слитков и заготовок до подхода их задних концов к конусу прошивки производят с подпором, а последующую раскатку - с натяжением за счет их массы, при этом полученные гильзы из стана выдают на вертикальный рольганг, переходящий в горизонтальный рольганг.

Изобретение относится к металлургии. Способ включает выплавку слитков электрошлаковым переплавом, обточку слитков в слитки-заготовки размером 600хвн.240х2100±50 мм и 600хвн.200х2100±50 мм, нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивку их в стане поперечно-винтовой прокатки на оправках диаметром 400 и 350 мм в гильзы размером 600хвн.415х3200-3350 мм и 600хвн.365х2800-2950 мм с вытяжками µ=1,56 и µ=1,37. Гильзы прокатывают в товарные трубы на ТПУ 8-16” с вытяжками от µ=5,52 до µ=3,04 и обжатием по диаметру 29,0% и осуществляют термическую обработку труб, травление, ультразвуковой контроль и приемку труб с допуском по диаметру +1,25/-1,0% и толщине стенки +20/-5,0%. Обеспечивается повышение качества поверхности труб, снижение расходного коэффициента металла, повышение производительности пилигримовой установки. 1 табл.

Изобретение относится к трубопрокатному производству. Слитки ЭШП обтачивают в слитки-заготовки размером 600×100×1750±50 мм, нагревают в методической печи до 1190-1210оС и прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки. Гильзы-заготовки нагревают до 1210-1220оС и прошивают-раскатывают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 640×вн.440×2590-2740 мм, которые прокатывают на пилигримовых станах в передельные трубы размерами 480×35×7400-8000 и 480×40×6400-6900 мм. После отрезки технологических отходов, правки, ремонта и разрезки передельных труб на две трубы равной длины их растачивают и обтачивают в товарные трубы размерами 465×15-20×3700-4000 и 465×20-24×3200-3450 мм соответственно. Обеспечивается повышение механических свойств, точности геометрических размеров и качества поверхности. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства бесшовных горячекатаных труб размером 550×25-30 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из стали марки 10Х9МФБ-Ш. Способ производства включает выплавку полых слитков электрошлаковым переплавом (ЭШП), механическую обработку - обточку слитков в слитки-заготовки, нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивку их в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки, охлаждение гильз-заготовок, ремонт гильз-заготовок при необходимости, повторный нагрев гильз-заготовок с холодного посада до температуры пластичности, прошивку-раскатку гильз-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы, термическую обработку, травление, правку, ультразвуковой контроль и приемку труб. Обеспечивается производство котельных труб из полых слитков-заготовок ЭШП из стали марки 10Х9МФБ-Ш с геометрическими размерами и качеством поверхности, превышающими требования существующих технических условий, снижение расходного коэффициента металла, повышение производительности пилигримовой установки. 5 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение предназначено для снижения себестоимости бесшовных труб размером 245×10-15 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков электрошлакового переплава (ЭШП) стали марки 10Х9МФБ-Ш. Трубы производят из слитков-заготовок ЭШП. Уменьшение расхода металла и поломок оборудования за счет снижения нагрузок на привод прокатного стана обеспечивается за счет того, что используют слитки размером 430×100×1750±50 мм, которые нагревают до температуры 1180-1190°С, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 460хвн.265×2060-2180 мм на оправке диаметром 250 мм с вытяжкой µ=1,21 и подъемом по диаметру 6,9-7,1%, гильзы прокатывают на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами в передельные трубы размером 273×16×14200-15200 и 273×19×11600-12500 мм с подачами m=16-18 мм, с вытяжками соответственно µ=8,60 и µ=7,32 и обжатием по диаметру δ=40,7%, трубы разрезают на трубы-краты равной длины, трубы размером 273×16×7100-7600 мм прокатывают на станах ХПТ 250 в товарные трубы размером 245×10×12100-1300, 245×11×11000-11800 мм и 245×12×10100-10800 мм с вытяжками соответственно µ=1,75, µ=1,60 и µ=1,47, трубы размером 273×19×5800-6250 мм прокатывают на станах ХПТ 250 в товарные трубы размером 245×13×8500-9300, 245×14×8000-8600 и 245×15×7800-8400 мм с вытяжками µ=1,53, µ=1,43 и µ=1,40, товарные трубы разрезают на длины в соответствии с заказом, термообрабатывают, травят, правят и принимают с допуском по диаметру ±1,0% и стенке +15/-5,0. 2 табл.

Изобретение относится к трубопрокатному производству. Способ включает прошивку на оправке. Оправка удерживается жестко на вращающемся стержне - дорновой штанге. Передний конец гильз при выходе из очага деформации фиксируют второй оправкой. Вторая оправка установлена на стержне и имеет две степени свободы - вращения и скольжения по стержню до фиксирующего упора. Обеспечивается повышение производительности ТПУ с пилигримовыми станами, снижение расхода дорогостоящего металла и снижение стоимости товарных и передельных труб. 1 табл.

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства бесшовных труб размером 465×15-60 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков электрошлакового переплава стали марки 10Х9МФБ-Ш. Способ включает выплавку слитков электрошлаковым переплавом, механическую обработку - обточку слитков в слитки-заготовки, сверление в слитках-заготовках центрального отверстия диаметром 100±5 мм, нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивку их в станах поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатку гильз на пилигримовых станах в товарные трубы размером 465×15-60 мм, термическую обработку, травление, правку, ультразвуковой контроль и приемку труб с допуском по диаметру и толщине стенки. Обеспечивается производство бесшовных труб с механическими свойствами металла и геометрическими размерами, превышающими значения данных показателей, приведенных в ТУ 14-3Р-55-2001, снижение энергозатрат и нагрузок на привод стана поперечно-винтовой прокатки. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства бесшовных труб размером 273×9-15 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из стали марки 10Х9МФБ-Ш. Способ производства бесшовных труб включает выплавку полых слитков электрошлаковым переплавом, расточку и обточку полых слитков в слитки-заготовки размером 540×вн.360×3200±50, нагрев слитков-заготовок в методической печи до температуры 1170-1180°C, прокатку на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами в передельные трубы размером 377×20×15100-15650 и 377×22×13500-14000 мм с вытяжками, соответственно, µ=5,59 и µ=5,08, обжатием по диаметру 29,6% и с подачами гильз-заготовок в очаг деформации m=17-20 мм, отрезку технологических отходов в виде затравочных концов и пилигримовых головок пилой горячей резки, резку труб на две трубы равной длины, правку, термическую обработку, при необходимости ремонт, ультразвуковой контроль и приемку труб с допуском по диаметру +1,25/-1,0% и толщине стенки ±12,5%. Обеспечивается производство труб из полых слитков-заготовок с механическими свойствами и геометрическими размерами, превышающими требования существующих технических условий, снижение расходного коэффициента металла и повышение производительности ТПУ 8-16′′ с пилигримовыми станами. 1 табл.
Наверх