Спосіб виробництва безшовних товарних труб розміром 325×13-15 мм для парових котлів, паропроводів і колекторів установок з високими і сверхкритическими параметрами пари із сталі марки 10х9мфб-ш

 

Винахід відноситься до трубопрокатному виробництва, а саме до способу виробництва безшовних товарних труб розміром 325×13-15 мм для парових котлів, паропроводів і колекторів установок з високими і сверхкритическими параметрами пари із сталі марки 10Х9МФБ-Ш і може бути використане на трубопрокатної установці 8-16" з пилигримовими станами при виробництві передільних гарячекатаних труб розміром 377×20 мм з порожнистих зливків-заготовок електрошлакового переплаву розміром 540×вн.360×3200±50 мм, для подальшого перекату їх на стані ХПТ 450 в безшовні холоднокатані товарні труби розміром 325×13-15 мм

У практиці трубопрокатного виробництва існує спосіб виготовлення котельних труб великого й середнього діаметрів з кованих заготовок сталей марок 20, 15ГС, 15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 12Х2МФСР, 10Х9МФБ, 12Х11В2МФ, 08Х16Н9М2, 12Х18Н12Т і 10Х13Г12БС2Н2Д2 з заданими вимогами по механічним властивостям, що включає виливок злитків, ковку їх в поковки (ущільнення структури) з уковом ≥2,5, механічну обробку поковок в заготовки (обточування зі зніманням металу 10-15 мм на сторону), свердління в заготовках центрального отвору діаметром 100±5 мм для видалення центральної ликвационной пористості і неметалічних включенгильзи, прокатку гільз труби діаметром 245-550 мм на пилигримовой установці 8-16" з допуском по діаметру +1,25/-1,0 і товщині стінки +25/-5% (ТУ 14-1-2560-78 "Заготівка трубна кована для котельних труб", ТУ 14-3-460-2003 і ТУ 14-3Р-55-2001 "Труби сталеві безшовні для парових котлів і трубопроводів" і ТУ 14-3-420-75 "Труби для парових котлів і трубопроводів із сталі 15ГС і 15Х1М1Ф").

Недоліком зазначеного способу є висока енергоємність процесу, пов'язана з нагріванням і деформацією (куванням) злитків в поковки з подальшою обточуванням поковок і свердлінням центрального отвору, нагріванням заготовок до температури пластичності, прошивкою і прокаткою їх у труби на пилигримових станах з допуском по стінці +20/-5%, підвищений витратний коефіцієнт металу при переділі злиток - поковка - заготівля - труба і, як наслідок, висока вартість труб, а також те, що з даної марки стали, хоча вона включена в ТУ14-3Р-55-2001, труби до останнього моменту не проводилися.

У трубному виробництві відомий спосіб виробництва котельних труб великого й середнього діаметрів із злитків ЕШП (патент UA №2180874, Кл. B21B 19/04), що забезпечує зменшення енерговитрат, зниження витрати металу і, як наслідок, зниження вартості котельних труб за рахун�едостатками даного способу є те, що із-за малої потужності приводу прошивного стана ВАТ «ЧТПЗ» зливків ЕШП з даної марки сталі прошити з посадом по діаметру 8-16% не представляється можливим.

У трубному виробництві відомий також спосіб виробництва безшовних гарячедеформованих труб великого й середнього діаметрів на трубопрокатних установках з пилигримовими станами для парових котлів, паропроводів і колекторів установок з високими і сверхкритическими параметрами пари із злитків електрошлакового переплаву і безперервно-литих заготовок (патент UA №2322314, Кл. B21B 19/04), що передбачає прошивання зливків ЕШП і БЛЗ в станах поперечно-гвинтової прокатки з посадом по діаметру залежно від марки сталі та сумарної витяжки при переділі злиток електрошлакового переплаву - труба або безперервно-лита заготівля-труба, при цьому значення величин посада по діаметру злитків електрошлакового переплаву при прошивці в станах поперечно-гвинтової прокатки визначають з виразу Δя ешп=kя ешпµiΣ, де Δя ешп- значення величин посада по діаметру при прошивці в станах поперечно-гвинтової прокатки зливків ЕШП i-ї марки сталі, %; µiΣ=µпр.µп.- сумарний коефіцієнт витяжки при прокатк злитків ЕШП i-ї марки стали, %; µпр.- коефіцієнт витяжки при прошивці гільз під прокатку труб i-го розміру; µп.- коефіцієнт витяжки при прокатці труб j-го розміру на пилигримовом стані, при цьому коефіцієнти kя ешпдля різних марок сталі варіюються від 24 до 40.

Недоліком даного способу є те, що він дуже складний для виробництва, так як під кожен розмір труб необхідні свої розміри злитків ЕШП, поширюється даний спосіб на виробництво безшовних гарячедеформованих труб великого й середнього діаметрів на трубопрокатних установках з пилигримовими станами з вуглецевих марок сталі і не передбачає виробництво котельних труб із злитків ЕШП сталі марки 10Х9МФБ-Ш. В даний час заводами Росії, а саме ВАТ «ЗМЗ» і ВАТ «Мечел» освоєно виробництво злитків, заготовок ЕШП розміром 490×1750±50 і порожнистих зливків-заготовок ЕШП розміром 540×вн.360×3200±50, 500×вн.320×3200±50, 500×вн.300×3200±50 і 500×вн.160×2100±50.

Найбільш близьким технічним рішенням є спосіб підготовки заготовок для прокатки товарних і передільних труб великого й середнього діаметрів з труднодеформіруємих марок сталі і сплавів на трубопрокатних установках з пилигримовими станами (патент UA №2340417, Кл. B21B 21/00), включающм металу, величину якого визначають з виразів Δ=K*D/S, Δ1=K1*D/S, де Δ - величина шару, що знімається металу при обточуванні порожнистих зливків ЕШП, мм; Δ1- величина шару, що знімається металу при розточці порожнистих зливків ЕШП, мм; D - зовнішній діаметр порожнистих зливків, мм; S - товщина стінки порожнистих зливків, мм; K=0,3-0,4 - коефіцієнт для визначення величини шару, що знімається металу при обточуванні порожнистих зливків ЕШП, великі значення відносяться до сталей з великим вмістом легуючих елементів; K1=0,4-0,5 - коефіцієнт для визначення величини шару, що знімається металу при розточці порожнистих зливків, великі значення відносяться до сталей з великим вмістом легуючих елементів, а донну частину порожнистих зливків ЕШП видаляють анодно-механічної різкою, величину якої визначають з виразу L=K2*D/S, де K2=15-20 - коефіцієнт для визначення величини видаляється донної частини зливків, великі значення відносяться до сталей з великим вмістом легуючих елементів.

Недоліком даного способу є те, що він спрямований на технологію переділу порожнистих зливків ЕШП в порожнисті злитки-заготовки для виробництва труб з труднодеформіруємих марок сталі і сплавів і не вирішує техноло�вок з високими і сверхкритическими параметрами із сталі марки 10Х9МФБ-Ш діаметром 325 мм з товщиною стінок від 13 до 15 мм.

Труби діаметром 325 мм в Росії можна проводити тільки на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами і на стані ХПТ 450.

Прокатка труб розміром 325×13-15 мм на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами проблематична з-за низької температури стали 10Х9МФБ-Ш під деформацію 1180-1200°C. Для прокатки труб розміром 325×13-15 мм необхідні злитки-заготовки ЕШП розміром 490×100×1750 мм, з яких на пилигримовом стані теоретично можна прокатати трубу 325×15 мм завдовжки до 22 метрів. Час прокатки такої труби з гільзи розміром 500×вн.340×3020 мм з товщиною стінки 80,0 мм становить понад 4,0 хвилин. За даний проміжок часу гільза з товщиною стінки 80,0 мм остигає до 780-800°C (при рекомендованій не нижче 850°C в кінці прокатки). Прокатка труб і обкатка пилигримових головок із сталі марки 10Х9МФБ-Ш при температурі нижче 850°C призводить до підвищених навантажень на привід пилигримового стану і затяжки дорнов, що, в свою чергу, може призвести і призводило до поломок запобіжних болтів і шпинделів пилигримового стану, зниження продуктивності стану за рахунок вилучення дорнов з-за затяжок, заміни запобіжних болтів і шпинделів. Для зниження кількості затяжок необхідно плющення труб з даної марки стали виробляти на дорнах з � труб по стінці. Таким чином, прокат безшовних товарних труб розміром 325×13-15 мм з сталі марки 10Х9МФБ-Ш виробляти на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами недоцільно. Труби даного розміру в даний час виробляють з передільних труб розміром 340×30 мм з подальшою механічною обробкою - обточуванням та розточенням їх розмір, відповідно, 325×13-15 мм

Завданням запропонованого способу (винаходи) є освоєння на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами виробництва безшовних передільних труб розміром 377×20 мм з порожнистих зливків-заготовок електрошлакового переплаву розміром 540×вн.360×3200±50 мм для подальшого перекату їх на стані ХПТ 450 в товарні розміром 325×13-15 мм з підвищеними вимогами щодо механічних властивостей, геометричних розмірів і якості поверхні, зниження витрати металу при переділі порожнистий злиток-заготівля - передільна гарячекатана труба розміром 377×20 мм - безшовна товарна холоднокатана котельня труба розміром 325×13-15 мм, підвищення механічних властивостей металу труб за рахунок дробности деформації при прокатці на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами і прокатки (перекочування) передільних труб в товарні на стані ХПТ 450.

Технічний результат досягається тим, що у відомому засобу�ановок з високими і сверхкритическими параметрами пари із сталі марки 10Х9МФБ-Ш, включає виплавку порожнистих зливків електрошлаковим переплавом, механічну обробку - розточування і обточування порожнистих зливків в злитки-заготовки розміром 540×вн.360×3200±50 мм, нагрівання злитків, заготовок в методичній печі до температури 1170-1190°C, прокатку на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами в передельние труби розміром 377×20×15500-1600 мм з витяжкою µ=5,56, обтисненням по діаметру 29,6% і з подачами злитків, заготовок в осередок деформації m=17-20 мм, відрізку технологічних відходів у вигляді затравочного решт і пилигримових головок пилою гарячого різання, різання труб на дві труби рівної довжини, правку, термічну обробку, при необхідності ремонт і приймання з допуском по діаметру +1,25/-1,0 і товщині стінки ±12,5%, прокатку передільних труб розміром 377×20×7750-7900 мм на стані ХПТ 450 в товарні холоднокатані труби розміром 325×13×12300-12600, 325×14×11700-12200 і 325×15×11000-11400 мм з витяжками відповідно µ=1,76, µ=1,64 і µ=1,54, термічну обробку, правку, ультразвуковий контроль.

Порівняльний аналіз з прототипом показує, що заявляється спосіб виробництва безшовних товарних труб розміром 325×13-60 мм для парових котлів, паропроводів і колекторів установок з високими і сверхкритическими параметрами пари із сталі марки 10Х9МФБ-Ш відрізняється точку порожнистих зливків в злитки-заготовки розміром 540×вн.360×3200±50 мм, нагрівання злитків, заготовок в методичній печі до температури 1170-1190°C, прокатку на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами в передельние труби розміром 377×20×15500-1600 мм з витяжкою µ=5,56, обтисненням по діаметру 29,6% і з подачами злитків, заготовок в осередок деформації m=17-20 мм, відрізку технологічних відходів у вигляді затравочного решт і пилигримових головок пилою гарячого різання, різання труб на дві труби рівної довжини, правку, термічну обробку, при необхідності ремонт і приймання з допуском по діаметру +1,25/-1,0 і товщині стінки ±12,5%, прокатку передільних труб розміром 377×20×7750-7900 мм на стані ХПТ 450 в товарні холоднокатані труби розміром 325×13×12300-12600, 325×14×11700-12200 і 325×15×11000-11400 мм з витяжками відповідно µ=1,76, µ=1,64 і µ=1,54, термічну обробку, правку, ультразвуковий контроль. Таким чином, ці відмінності дозволяють зробити висновок про відповідність критерію «винахідницький рівень».

Порівняння заявляється способу не тільки з прототипом, але і з іншими технічними рішеннями в даній області техніки не дозволило виявити в них ознаки, що відрізняють заявляється спосіб від прототипу, що відповідає патентоспроможності «винахідницький рівень».

За пропонованим способом прокатку товарних труб розміром 325×13 ечи до температури 1180-1190°C і прокатували на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами в передельние труби розміром 377×20×15500-16000 мм з витяжкою µ=5,56, обтисненням по діаметру 29,6% і з подачами гільз в осередок деформації m=18-19 мм; від труб пилою гарячого різання відрізали технологічні відходи - затравочние кінці і пилигримовие головки; труби розрізали на дві труби-крата рівної довжини, труби проходили правку, термічну обробку і приймалися з допуском по діаметру +1,25/-1,0 і товщині стінки ±12,5%; передельние труби розміром 377×20×7750-8000 мм перекочувалися на стані ХПТ 450 в товарні труби розміром 325×13×12300-12600 мм з витяжкою µ=1,76 і обтисненням по діаметру 13,8%; труби правилися, проходили термічну обробку, ультразвуковий контроль і приймання по діаметру ±1,0% і товщиною стінки +15,0/-5,0% (п.1 формули винаходу). У виробництво було задано 5 порожнистих зливків-заготовок ЕШП загальною масою 16,518 т. Прийнято у відповідності з ТУ 14-3Р-55-2001 десять труб розміром 325×13×12900-13200 мм загальною масою 13,502 т. Витратний коефіцієнт металу по трубах даної партії склав 1,223.

За існуючим способом товарні труби розміром 325×13 мм виготовляють механічною обробкою - розточенням і обточуванням передільних труб розміром 340×30 мм. За існуючої технології у виробництво були задані 5 злитків, заготовок розміром 490×100×1700-1800 мм загальною масою 12,415 т, які були нагріті до температури пластичності і прошой µ=1,5 і підйомом по діаметру δ=2,04%. Гільзи були прокатати на пилигримовом стані в передельние труби розміром 340×30×8800-9400 мм. Передельние труби були порізані на два крата рівної довжини, а потім расточени і обточени в товарні труби розміром 325×13×4550-4700 мм. Прийнято у відповідності з ТУ 14-3Р-552001 десять труб розміром 325×13×4200-4400 мм загальною масою 4,61 т. Витратний коефіцієнт металу по трубах даної партії склав 2,693. Таким чином, при прокатці товарних труб розміром 325×13 мм за пропонованим способом отримано зниження витратного коефіцієнта металу на 1470 кг на кожній тонні товарних труб.

Дані по прокатці передільних гарячекатаних труб розміром 340×30 мм на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами, механічної обробки - розточування та обточування їх в безшовні товарні гарячекатані механічно оброблені труби розміром 325×13 мм (існуюча технологія) і по прокатці передільних гарячекатаних труб розміром 377×20 мм і перекату їх на стані ХПТ 450 ВАТ "ЧТПЗ" в безшовні холоднокатані товарні труби розміром 325×13 мм (пропонована технологія) наведені в таблиці 1.

Таким чином, використання запропонованого способу дозволить вперше в Росії здійснити виробництво безшовних товарних холоднокатаних труб розміром 325×13-15 мм для парових 10Х9МФБ-Ш на стані ХПТ 450 з передільних гарячекатаних труб розміром 377×20 мм, за механічними властивостями металу і геометричними розмірами труб, що перевищують значення даних показників, наведених в ТУ 14-3Р-55-2001, що дозволить значно знизити витратний коефіцієнт металу при переділі порожнистий злиток ЕШП - порожнистий злиток-заготівля ЕШП - котельня труба, а отже, знизити вартість котельних труб.

Спосіб виробництва безшовних товарних труб розміром 325×13-15 мм для парових котлів, паропроводів і колекторів установок з високими і сверхкритическими параметрами пари із сталі марки 10Х9МФБ-Ш, що включає виплавку порожнистих зливків електрошлаковим переплавом, механічну обробку - розточування і обточування порожнистих зливків в злитки-заготовки розміром 540×вн.360×3200±50 мм, нагрівання злитків, заготовок в методичній печі до температури 1170-1190°C, прокатку на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами в передельние труби розміром 377×20×15500-16000 мм з витяжкою µ=5,56, обтисненням по діаметру 29,6% і з подачами злитків, заготовок в осередок деформації m=17-20 мм, відрізку технологічних відходів у вигляді затравочного решт і пилигримових головок пилою гарячого різання, різання труб на дві труби рівної довжини, правку, термічну обробку, при необхідності ремонт і приймання з допусковарние холоднокатані труби розміром 325×13×12300-12600, 325×14×11700-12200 і 325×15×11-11400 мм з витяжками відповідно µ=1,76, µ=1,64 і µ=1,54, термічну обробку, правку і ультразвуковий контроль.



 

Схожі патенти:

Спосіб виробництва безшовних труб розмірів 550×25-60 мм для парових котлів, паропроводів і колекторів установок з високими і сверхкритическими параметрами пари із злитків електрошлакового переплаву сталі марки 10х9мфб-ш

Винахід призначений для зниження енерговитрат на виробництво та підвищення якості безшовних труб розміром 550×25-60 мм. Спосіб включає виплавку злитків, заготовок електрошлакового переплаву 620×100×1750±50 мм, нагрівання злитків, заготовок до температури 1190-1210°C, прошивку їх у станах поперечно-гвинтової прокатки в гільзи, прокатку гільз на пилигримових станах в товарні труби, відрізку пилою гарячого різання технологічних відходів - затравочного решт і пилигримових головок, термічну обробку труб, травлення, ремонт, ультразвуковий контроль, приймання труб розміром 550×25-30 мм з допуском по діаметру ±1,0% і по товщині стінки +15/-5,0%, а труб розміром 550×31-60 мм з допуском по діаметру +1,25/-1,0% і по товщині стінки +20/-5,0%. Можливість використання для виробництва труб з різною товщиною стінки злитків ЕШП одного розміру, зниження навантажень на обладнання при прошивці злитків, заготовок в гільзи-заготовки і при прошивці - розкочуванні гільз-заготовок в гільзи, а також при прокатці на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами забезпечується за рахунок того, що при виробництві труб з товщиною стінок від 25 до 30 мм, від 31 до 45 мм і від 46 до 60 мм режими прошивки злитків, заготовок, нагріву і термообробки, розкочування, проимих труб. 4 з.п. ф-ли, 1 табл.

Спосіб виробництва безшовних труб розміром 377х14-60 мм для парових котлів, паропроводів і колекторів установок з високими і сверхкритическими параметрами пари із сталі марки 10х9мфб-ш

Спосіб включає виплавку злитків електрошлаковим переплавом, точіння та розточування злитків в злитки-заготовки розміром 600×вн.240×2100±50 мм, нагрівання злитків, заготовок до температури пластичності, прошивку-розкочування їх у стані поперечно-гвинтової прокатки в гільзи-заготовки. Після охолодження гільзи-заготовки повторно нагрівають до температури пластичності, прошивають і розкачують у стані поперечно-гвинтової прокатки в гільзи 620×вн.415×2860-3000 мм і прокочують у передельние труби розміром 426×21×15300-16200 і 426×23×13800-14700 мм з витяжками µ=6,24 і µ=5,72, обтисненням по діаметру 30,6% і з подачами гільз в осередок деформації m=16-19 мм Розрізають передельние труби на дві труби-картки і здійснюють плющення труб-кратов в товарні труби розміром 377×14-19 мм. Забезпечується виробництво труб з геометричними розмірами, механічними властивостями і якістю поверхні, що перевищують вимоги існуючих технічних умов. 4 з.п. ф-ли, 1 табл.

Направляючий інструмент стану гвинтової прокатки

Винахід відноситься до обладнання станів гвинтової прокатки, що використовуються для виробництва труб, трубчастих виробів, деформування суцільної заготовки тощо
Винахід відноситься до області обробки металів тиском і стосується отримання гарячекатаних труб на трубопрокатних агрегатах з раскатним станом поздовжньої прокатки, наприклад з безперервним станом

Технологічний інструмент трехвалкового стану поперечно-гвинтової прокатки

Винахід відноситься до технологічного інструменту трехвалкового стану поперечно-гвинтової прокатки

Спосіб прошивки і бічній видачі гільзи на стані поперечно-гвинтової прокатки

Винахід відноситься до області трубопрокатного виробництва, а точніше до способу прошивки і бічній видачі товстостінних гільз на стані поперечно-гвинтової прокатки

Спосіб деформації труб

Винахід відноситься до способу деформації труб і може бути використане при розкочуванні гільз переважно на одноклетьевих розкатних станах

Спосіб гвинтової прокатки труб

Винахід відноситься до області обробки металів тиском і стосується технології отримання гарячекатаних труб гвинтовою прокаткою, переважно зі сталі та сплавів

Спосіб гвинтової прокатки

Винахід відноситься до області обробки металів тиском і стосується технології гвинтової прокатки прутків переважно з легованих металів і сплавів
Up!