Способ производства горячекатаных труб

Изобретение относится к трубопрокатному производству и предназначено для производства горячекатаных труб со сниженным уровнем дефектности на их внутренней поверхности диаметром 114 мм из непрерывно-литой заготовки диаметром 150 и 156 мм. Способ включает прошивку заготовки, прокатку трубы в двух последовательно расположенных станах продольной прокатки в валках с многогранными калибрами с числом граней больше 6-ти и высотой калибра первого стана больше высоты калибра второго стана на 1-2 мм, на коротких оправках, с наружными диаметрами, равными наружному диаметру оправки первого стана или наружный диаметр оправки второго стана на 1-2 мм меньше наружного диаметра оправки первого стана с вытяжкой в первом стане µ=1,1-1,5 и µ=1,05-1,15 во втором стане, калибровка трубы производится с вытяжкой µ=1,1-1,3 в калибровочном стане с диаметром калибра в последней клети 114,0-117,0 мм. Способ обеспечивает возможность получения труб с уменьшением дефектов по продольной прикатной риске на внутренней поверхности труб. 1 табл.

 

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при производстве горячекатаных труб диаметром 114 мм из непрерывно-литой заготовки диаметром 150 и 156 мм на трубопрокатных агрегатах с двумя последовательно расположенными станами продольной прокатки.

Известен способ производства горячекатаных труб из заготовки диаметром 150 и 160 мм, включающий прошивку заготовки в прошивном стане с подъемом по диаметру до 166 мм, прокатку гильзы-трубы в автоматическом стане в два прохода с вытяжкой µ=1,26-1,98 в валках с овальной калибровкой с равной высотой калибра в обоих проходах на короткой оправке, диаметр которой для первого прохода меньше на 2 мм диаметра оправки для второго прохода, а калибровку трубы, наружный диаметр которой в горячем состоянии равен 127-129 мм, производят в калибровочном стане с вытяжкой µ=1,00-1,026 (Данилов Ф.А. и др. «Горячая прокатка труб», Металлургиздат, М., 1962, табл.16 «Таблица прокатки средней автоматической установки»).

Недостатком известного способа является производство из заготовки диаметром 150 и 156 мм горячекатаных труб диаметром 127-129 мм.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ производства бесшовных горячекатаных труб, в котором прокатку гильзы-трубы выполняют в двух последовательно расположенных станах продольной прокатки в валках с многогранной калибровкой с равной высотой калибров в обоих станах на коротких оправках, которые имеют равные наружные диаметры или наружный диаметр оправки второго стана на 1 мм больше наружного диаметра оправки первого стана, с вытяжкой в первом стане µ=1,2-1,9 и µ=1,00-1,07 во втором стане (Пат. РФ №2332271, опубл. 27.08.2008).

Недостатком способа-прототипа является производство труб диаметром 114 мм только из заготовки диаметром 120 мм и значительный уровень дефектности труб по продольной прикатанной риске на внутренней поверхности, образующейся при прокате гильзы-трубы в станах продольной прокатки в валках с многогранной (шестигранной) калибровкой.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в производстве горячекатаных труб диаметром 114 мм из непрерывно-литой заготовки диаметром 150 и 156 мм на трубопрокатном агрегате с двумя последовательно расположенными станами продольной прокатки со снижением уровня дефектности по продольной прикатанной риске на внутренней поверхности труб.

Решение технической задачи достигается тем, что в способе производства горячекатаных труб диаметром 114 мм из непрерывно-литой заготовки диаметром 150 и 156 мм, включающем прошивку заготовки в прошивном стане с подъемом по диаметру до 162 мм, прокатку трубы в двух последовательно расположенных станах продольной прокатки в валках с многогранными калибрами на коротких оправках, раскатку в обкатном стане и калибровку в калибровочном стане, прокатку трубы в двух последовательно расположенных станах продольной прокатки выполняют в валках с многогранными калибрами с числом граней больше 6-ти и высотой калибра первого стана больше высоты калибра второго стана на 1-2 мм на коротких оправках, которые имеют наружные диаметры, равные наружному диаметру оправки первого стана или наружный диаметр оправки второго стана на 1-2 мм меньше наружного диаметра оправки первого стана с вытяжкой в первом стане µ=1,1-1,5 и µ=1,05-1,15 во втором стане, а калибровку трубы с вытяжкой µ=1,1-1,3 выполняют в калибровочном стане с диаметром калибра в последней клети 114,0-117,0 мм.

Способ производства осуществляется следующим образом.

Нагретую до температуры пластичности в кольцевой печи непрерывно-литую заготовку диаметром 150 или 156 мм подают в двухвалковый прошивной стан, где прошивают гильзу с наружным диаметром до 162 мм с вытяжкой µ=2,4-3,5. После осевой выдачи с выходной стороны прошивного стана гильзу прокатывают в двух последовательно расположенных станах продольной прокатки на короткой оправке. Оба стана имеют одинаковую конструкцию и валки с многогранными калибрами с числом граней больше 6-ти. Высота калибра первого стана на 1-2 мм больше высоты калибра второго стана, а короткие оправки обоих станов имеют наружные диаметры, равные наружному диаметру оправки первого стана, или наружный диаметр оправки второго стана, на 1-2 мм меньше наружного диаметра оправки первого стана. Ширину калибра первого стана определяют по диаметру гильзы, а второго стана - по диаметру черновой трубы после первого стана. Прокатку проводят с вытяжкой µ=1,1-1,5 в первом стане и µ=1,05-1,15 во втором стане.

Далее прокатку выполняют в 3-валковом обкатном стане с вытяжкой µ=1,01-1,02. После осевой выдачи с выходной стороны обкатного стана и индукционного подогрева трубу прокатывают в калибровочном стане, диаметр калибра последней клети которого равен 114,0-117,0 мм с вытяжкой µ=1,1-1,3.

После прокатки в первом стане продольной прокатки внутренняя поверхность трубы имеет овальное сечение, участки трубы в выпусках калибра, не подвергшиеся обжатию на короткой оправке, имеют продольные складки металла, которые могут раскатываться в продольную риску при прокатке во втором стане. Предлагаемая форма калибра приводит к минимизации переполнения калибра металлом и попадания его в зазоры между валками за счет увеличения количества так называемых «карманов», образуемых в местах пересечения граней, заполняемых излишками металла при прокатке.

Уменьшается объем металла, который идет на заполнение зоны выпусков, что способствует выравниванию толщины стенки в выпусках со стенкой в вершине калибра.

В связи с тем, что валки станов продольной прокатки имеют многогранные калибры с числом граней больше 6-ти, высота которого на первом стане больше 1-2 мм, чем на втором, а короткие оправки обоих станов имеют наружные диаметры, равные наружному диаметру оправки первого стана, или наружный диаметр оправки второго стана, на 1-2 мм меньше наружного диаметра оправки первого стана, с вытяжкой в первом стане µ=1,1-1,5 и µ=1,05-1,15 во втором стане, прокатка трубы происходит с более равномерным распределением деформации по периметру калибра без его переполнения, предотвращает образование продольной прикатанной риски.

Калибровка трубы в калибровочном стане, диаметр калибра которого в последней клети, определяющего размер готовой трубы, равен 114,0-117,0 мм, происходит благодаря общей деформации с вытяжкой µ=1,1-1,3.

К специфическим особенностям непрерывно-литого металла заготовки относится развитое дендритное строение, поры и несплошности в осевой зоне заготовки. Рациональная технология прокатки в этом случае основана на увеличенной деформации - вытяжке за проход на каждом прокатном стане ТПА. При таких режимах происходит постепенное «залечивание» несплошностей и пор по ходу прокатки, что обеспечивает получение трубы с плотной и равномерной структурой. В предлагаемом способе завершение «залечивания» происходит именно на калибровочном стане благодаря общей деформации с вытяжкой µ=1,1-1,3.

Способ опробован в промышленных условиях. Результаты представлены в таблице №1 «Данные по прокату и качеству труб», из которой следует, что использование предлагаемого способа на ТПА-140 с двумя последовательно расположенными станами продольной прокатки позволяет освоить производство горячекатаных труб диаметром 114 мм из непрерывно-литой заготовки диаметром 150 и 156 мм с минимальным уровнем дефектов в виде продольной прикатанной риски.

Данные по прокату и качеству труб
Таблица 1
Марка стали	Размер трубы, мм	Объем проката, тн	Диаметр заготовки, мм	Прошивной стан	Стан продольной прокатки №1	Стан продольной прокатки №2	Обкатной стан	Калибровочный стан	Несоотв. продукция по продольн. прикат. риске, %
Диаметр гильзы, Мм	Коэф. вытяжки	Высота калибра, мм	Диаметр оправки, мм	Коэф. вытяжки	Высота калибра, мм	Диаметр оправки, мм	Коэф. вытяжки	Размер трубы, мм	Коэф. вытяжки	Диметр калибра последн. клети, мм	Коэф. вытяжки	Общая дефом., %
20-3	114×9	62,7	150	159	3,1	149	131	1,37	147	130	1,13	155×7,75	1,02	115,0	1,20	25,8	0,76
20-3	114×11	58,84	150	159	2,65	149	127	1,35	147	127	1,13	155×9,49	1,02	115,3	1,20	25,6	0,93
13ХФА	114×11	115,39	156	159	2,83	149	127	1,34	147	127	1,13	155×9,49	1,02	115,3	1,20	25,6	1,60
13ХФА	114×12	336,57	150	159	2,45	149	125	1,32	147	125	1,13	155×10,36	1,02	115,5	1,21	25,5	1,80

Способ производства горячекатаных труб диаметром 114 мм из непрерывно-литых заготовок диаметром 150 и 156 мм, включающий прошивку заготовки, прокатку трубы и калибровку, отличающийся тем, что прокатку трубы осуществляют в двух последовательно расположенных станах продольной прокатки в валках с многогранными калибрами с числом граней больше 6-ти и высотой калибра первого стана больше высоты калибра второго стана на 1-2 мм, при этом прокатку ведут на коротких оправках, которые имеют наружные диаметры, равные наружному диаметру оправки первого стана, или наружный диаметр оправки второго стана на 1-2 мм меньше наружного диаметра оправки первого стана, с вытяжкой в первом стане µ=1,1-1,5 и вытяжкой µ=1,05-1,15 во втором стане, а калибровку трубы выполняют с вытяжкой µ=1,1-1,3 в калибровочном стане с диаметром калибра в последней клети 114,0-117,0 мм.