Спосіб виробництва безшовних труб розміром 299×10-13 мм для парових котлів, паропроводів і колекторів установок з високими і сверхкритическими параметрами пари із злитків електрошлакового переплаву сталі марки 10х9мфб-ш

 

Винахід відноситься до трубопрокатному виробництва, а саме до способу виробництва безшовних труб розміром 299×10-60 мм для парових котлів, паропроводів і колекторів установок з високими і сверхкритическими параметрами пари з злитків, заготовок електрошлакового переплаву сталі марки 10Х9МФБ-Ш і може бути використане на трубопрокатних установках з пилигримовими станами при виробництві товарних труб розміром 299×16-60 мм, передільних труб розміром 377×22 і 325×20 мм для подальшого перекату їх на стані ХПТ 450 в товарні труби розміром 299×10-15 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 включень, нагрівання заготовок до температури пластичності,� 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 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 дана марка сталі хоча і включена в ТУ 14-3Р-55-2001, але труби до останнього моменту з неї не проводилися.

У трубному виробництві відомий спосіб виготовлення газлифтних труб великого діаметру із зливків сталі 09Г2С виплавки ЕШП і ВДП (Патент UA №2119395, кл. B21B 19/04), де деформацію злитків в прошивном стані ведуть уздовж розташування кристалів, задаючи злитки стан головною частиною, і прошивають з посадом по діаметру на величину

D=2SР(1-sinα)/SC,

де SР- товщина стінки гільзи, мм;

SC- товщина стінки сверленого злитка ЕШП, мм;

α б великого діаметру із злитків ЕШП і ВДП сталі марки 09Г2С є необхідність виготовлення макротемплетов для визначення кута нахилу фронту кристалізації до осі зливка, а прошивання зливків усадкової (головною) частиною вперед призводить до утворення дефектів у вигляді внутрішніх полон на передніх кінцях гільз.

У трубному виробництві відомий також спосіб виробництва котельних труб великого діаметру 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 рахунок використання зливків великого діаметру і ведення процесу прошивки з посадом за діаметром, рівним 8-16%.

Недоліком даного способу є те, що із-за малої потужності приводу прошивного стана ВАТ "ЧТПЗ" зливків ЕШП з даної марки сталі прошити з посадом за діаметром 8-16% не представляється можливим.

Найбільш близьким технічним рішенням є 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 за руба 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

Δiешп'=kiешп'μiΣ,

деΔiешп'- значення величин посада по діаметру при прошивці в станах поперечно-гвинтової прокатки зливків ЕШП і-тої марки сталі, %;

µiΣ=µпр.µп.- сумарний коефіцієнт витяжки при прокатці труб i-го розміру;

kiешп'- коефіцієнт, що враховує величину посада по діаметру при прошивці гільз із злитків ЕШП і-тої марки сталі, %;

µпр.- коефіцієнт витяжки при прошивці гільз під прокатку труб i-го розміру;

µп.- коефіцієнт витяжки при прокатці труб j-го размермі>шп'для різних марок 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 ЕШП розміром 430×1750±50, 470×1750±50, 490×1750±50, 565×1750±50 і 620×1750±50 мм. Для виробництва інших діаметрів потрібні кристалізатори, виробництво яких вимагає великих інвестицій, так і немає доцільності, т. к. геометричні розміри кристалізаторів можна уніфікувати.

Труби діаметром 299 мм можна виробляти на ТПУ 350 з автоматичним станом, але дані установки в Росії відсутні.

Прокатка труб розміром 299×10-15 мм на середніх трубопрокатних установках з пилигримовими станами проблематична з-за низької температури стали 10Х9МФБ-Ш під деформацію 1180-ма прокатки такої труби становить понад 4,0 хвилин. За даний проміжок часу гільза-труба охолоджується нижче 800°C (при рекомендованій не нижче 850°C в кінці прокатки). Прокатка труб і докатка 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 до поломок запобіжних болтів і шпинделів пилигримового стану і зниження продуктивності за рахунок вилучення дорнов з-за затяжок. Для виключення затяжок необхідно проводити плющення труб з даної марки сталі на дорнах з конусністю 4-5 мм, що веде до поздовжньої разностенности і підвищеного шлюбу труб по стінці. Прокатка труб розміром 299×10-15 мм на трубопрокатних установках з пилигримовими станами з допуском по товщині стінки +20/-5% призводить до додаткової витрати металу.

Завданням запропонованого способу (винаходи) є освоєння виробництва безшовних труб розміром 299×10-60 мм для парових котлів, паропроводів і колекторів установок з високими і сверхкритическими параметрами пари із злитків електрошлакового переплаву розміром 470×100×1750±50 і 490×100×1750±50 мм сталі марки 10Х9МФБ-Ш замість кованої заготовки в умовах ВАТ "ЧТПЗ", а саме виробництво тов�едующего переділу (перекату) передільних труб на стані ХПТ 450 в товарні труби розміром 299×10-15 мм з підвищеними вимогами по механічним властивостям, геометричними розмірами і якістю поверхні, зниження витрати металу при переділі злиток ЕШП - котельня труба за рахунок зниження плюсового допуску по товщині стінки і підвищення механічних властивостей металу труб, за рахунок дробности деформації при прокатці на ТПУ з пилигимовими станами і прокатки (перекочування) передільних труб на станах ХПТ.

Технічний результат досягається тим, що у відомому способі виробництва безшовних труб розміром 299×10-60 мм для парових котлів, паропроводів і колекторів установок з високими і сверхкритическими параметрами пари із злитків електрошлакового переплаву сталі марки 10Х9МФБ-Ш, що включає виплавку злитків електрошлаковим переплавом, механічну обробку-точіння злитків в злитки-заготовки, свердління в злитках-заготовках центрального отвору діаметром 100±5 мм, нагрівання злитків, заготовок до температури пластичності, прошивку їх у станах поперечно-гвинтової прокатки в гільзи, прокатку гільз на пилигримових станах в товарні труби розміром 299×16-60 мм, термічну обробку, травлення, виправлення, ультразвуковий контроль і приймання труб з допуском по діаметру +1,25/-1,0% і товщиною стінки +20/-5,0%, труби розміром 299×10-13 мм виготовляють із злитків, заготовок елек�еречно-гвинтової прокатки в гільзи розміром 500 × вн. 315 × 2540-2700 мм на оправці діаметром 300 мм з витяжкою µ=1,5 і підйомом по діаметру 1,9-2,1%, гільзи прокочують на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами в передельние труби розміром 377×22×9000-10000 мм з витяжкою µ=4,83 і обтисненням по діаметру 24,6%, передельние гарячекатані труби розміром 377×22×9000-1000 мм термообробці і прокочують на стані ХПТ 450 в передельние холоднокатані труби розміром 325×15×14800-16500, 325×16×13900-15700 і 325×17×13000-14600 мм з витяжками відповідно µ=1,68, µ=1,58 і µ=1,49, холоднокатані передельние труби розрізають на труби-картки рівної довжини, термообробці, передельние холоднокатані труби розміром 325×15×7400-8250 мм прокочують на стані ХПТ 450 в товарні труби розміром 299×10×11600-12900 мм, передельние холоднокатані труби розміром 325×16×6950-7850 мм прокочують у товарні труби розміром 299×11×10500-11900 мм, а передельние холоднокатані труби розміром 325×17×6500-7300 мм в товарні холоднокатані труби розміром 299×12×9500-10700 мм і 299×13×8800-9900 мм з витяжками відповідно µ=1,61, µ=1,56, µ=1,52 і µ=1,41, труби розміром 299×14-15 мм виготовляють із злитків, заготовок електрошлакового переплаву розміром 490×100×1750±50 мм, які нагрівають до температури 1170-1180°C, прошивають в стані поперечно-гвинтової прокатки в гільзи розміром 500 × вн. 315 × 2540-2700 мм на оправк�нами в передельние труби розміром 325×20×12200-13100 мм з витяжкою µ=6,17 і обтисненням по діаметру 35,0%, передельние гарячекатані труби розміром 325×20 мм термообробці, розрізають на труби-картки рівної довжини, передельние труби розміром 325×20×6100-6550 мм прокочують на стані ХПТ 450 в товарні труби розміром 299×14×9000-9700 і 299×15×8400-9000 мм з витяжками µ=1,53, µ=1,43, товарні труби діаметром 299 мм з товщиною стінок від 16 до 30 мм виробляють на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами з злитків, заготовок ЕШП розміром 470×100×1750±50 мм, які нагрівають до температури пластичності, прошивають в стані поперечно-гвинтової прокатки в гільзи розміром 470 × вн. 290 × 2570-2720 і 470 × вн. 265 × 2330-2470 мм на оправках діаметром 275 і 250 розмір в розмір по діаметру з витяжками µ=1,51 і µ=1,37, гільзи розміром 470 × вн. 290 × 2570-2700 - 470 × вн. 265×2330-2470 мм прокочують на пилигримовом стані в товарні труби розміром 299×16×14800-15800 - 299×30×7100-7700 мм з витяжками від µ=7,13 до µ=4,10 і обтисненням по діаметру 36,4%, товарні труби діаметром 299 мм з товщиною стінок від 31 до 60 мм виробляють на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами з злитків, заготовок ЕШП розміром 470×100×1750±50 мм, які нагрівають до температури пластичності, прошивають в стані поперечно-гвинтової прокатки в гільзи розміром 470 × вн. 265×2330-2470 і 470 × вн. 205×1960-2090 мм на оправках діаметром 250 і 190 мм розмір в розмір по діаметру з витяжками µ=варние труби розміром 299×31×7100-7600 - 299×60×4800-5200 мм з витяжками від µ=4,0 до µ=2,97 і обтисненням по діаметру 36,54%, труби розрізають на довжини у відповідності із замовленням, труби розміром 299×10-15 мм приймають з допуском по діаметру ±1,0% та стінці +15/-5%, а труби розміром 299×16-60 мм приймають з допуском по діаметру +1,25/-1.0% і стінці +20/-5,0%, товарні труби розміром 299×16-60 мм виробляють на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами злитків ЕШП, які нагрівають до оптимальної температури деформації при прокатці труб на задану стінку, значення якої визначають з виразу tд=tном.+(D/Si), де tном.=1180 - номінальна температура нагріву зливків діаметром 470 мм під прошивку, °C; D - діаметр прокатується труби, мм; Si- товщина стінки прокатується труби, мм; t - коефіцієнт, °C, прошивання зливків ЕШП у гільзи в стані поперечно-гвинтової прокатки виробляють з формуванням внутрішнього діаметра гільз більше діаметра дорна пилилигримового стану, значення якого визначають з виразу dвн.=dд+Δ+(D/Si)До≤30, де dд- середній діаметр дорна, мм; Δ=20 - різниця між діаметром дорна та внутрішнім діаметром гільзи при прокатці труб на ТПУ 8-16" з вуглецевих марок сталі, мм; К - коефіцієнт, мм, прокатку товарних труб розміром 29�визначають з виразуmj=m16+m16μi, де m16- 18-20 - величина подачі гільзи діаметром 470 мм в осередок деформації пилигримового стану при прокатці труб розміром 299×16 мм у валках з калібром 306 мм, мм; µi- величина витяжки при прокатці труб діаметром 299 мм з i - товщиною стінки.

Порівняльний аналіз з прототипом показує, що заявляється спосіб виробництва безшовних труб розміром 299×10-60 мм для парових котлів, паропроводів і колекторів установок з високими і сверхкритическими параметрами пари із злитків електрошлакового переплаву сталі марки 10Х9МФБ-Ш, відрізняється тим, що труби розміром 299×10-13 мм виготовляють із злитків, заготовок електрошлакового переплаву розміром 490×100×1750±50 мм, які нагрівають до температури 1170-1190°C, прошивають в стані поперечно-гвинтової прокатки в гільзи розміром 500 × вн. 315×2540-2700 мм на оправці діаметром 300 мм з витяжкою µ=1,5 і підйомом по діаметру 1,9-2,1%, гільзи прокочують на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами в передельние труби розміром 377×22×9000-10000 мм з витяжкою µ=4,83 і обтисненням по діаметру 24,6%, переділ� холоднокатані труби розміром 325×15×14800-16500, 325×16×13900-15700 і 325×17×13000-14600 мм з витяжками відповідно µ=1,68, µ=1,58 і µ=1,49, холоднокатані передельние труби розрізають на труби-картки рівної довжини, термообробці, передельние холоднокатані труби розміром 325×15×7400-8250 мм прокочують на стані ХПТ 450 в товарні труби розміром 299×10×11600-12900 мм, передельние холоднокатані труби розміром 325×16×6950-7850 мм прокочують у товарні труби розміром 299×11×10500-11900 мм, а передельние холоднокатані труби розміром 325×17×6500-7300 мм в товарні холоднокатані труби розміром 299×12×9500-10700 мм і 299×13×8800-9900 мм з витяжками відповідно µ=1,61, µ=1,56, µ=1,52 і µ=1,41, труби розміром 299×14-15 мм виготовляють із злитків, заготовок електрошлакового переплаву розміром 490×100×1750±50 мм, які нагрівають до температури 1170-1180°C, прошивають в стані поперечно-гвинтової прокатки в гільзи розміром 500 × вн. 315×2540-2700 мм на оправці діаметром 300 мм з витяжкою µ=1,50 і підйомом по діаметру 1,9-2,1%, гільзи прокочують на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами в передельние труби розміром 325×20×12200-13100 мм з витяжкою µ=6,17 і обтисненням по діаметру 35,0%, передельние гарячекатані труби розміром 325×20 мм термообробці, розрізають на труби-картки рівної довжини, передельние труби розміром 325×20×6100-6550 мм прокочують на стані ХПТ 450 в това стінок від 16 до 30 мм виробляють на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами з злитків, заготовок ЕШП розміром 470×100×1750±50 мм, які нагрівають до температури пластичності, прошивають в стані поперечно гвинтової прокатки в гільзи розміром 470 × вн. 290×2570-2720 і 470 × вн. 265×2330-2470 мм на оправках діаметром 275 і 250 розмір в розмір по діаметру з витяжками µ=1,51 і µ=1,37, гільзи розміром 470 × вн. 290×2570-2700 - 470 × вн. 265×2330-2470 мм прокочують на пилигримовом стані в товарні труби розміром 299×16×14800-15800 - 299×30×7100-7700 мм з витяжками від µ=7,13 до µ=4,10 і обтисненням по діаметру 36,4%, товарні труби діаметром 299 мм з товщиною стінок від 31 до 60 мм виробляють на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами з злитків, заготовок ЕШП розміром 470×100×1750±50 мм, які нагрівають до температури пластичності, прошивають в стані поперечно-гвинтової прокатки в гільзи розміром 470 × вн. 265×2330-2470 і 470 × вн. 205×1960-2090 мм на оправках діаметром 250 і 190 мм розмір в розмір по діаметру з витяжками µ=1,37 і µ=1,16, гільзи розміром 470 × вн. 265×2330-2470 - 470 вн. 205×1960-2090 мм прокочують на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами в товарні труби розміром 299×31×7100-7600 - 299×60×4800-5200 мм з витяжками від µ=4,0 до µ=2,97 і обтисненням по діаметру 36,54%, труби розрізають на довжини у відповідності із замовленням, труби розміром 299×10-15 мм приймають з допуском по діаметру ±1,0% та стінці +15/-5%, а труби розміром 299×16-60 мм приймають з допуском по діаметру +1,25/-1,0% і стенк� нагрівають до оптимальної температури деформації при прокатці труб на задану стінку, значення якої визначають з виразу tд=tном.+(D/Si), де tном.=1180 - номінальна температура нагріву зливків діаметром 470 мм під прошивку, °C; D - діаметр прокатується труби, мм; Si- товщина стінки прокатується труби, мм; t - коефіцієнт, °C, прошивання зливків ЕШП у гільзи в стані поперечно-гвинтової прокатки виробляють з формуванням внутрішнього діаметра гільз більше діаметра дорна пилилигримового стану, значення якого визначають з виразу dвн.=dд+Δ+(D/Si)До≤30, де dд- середній діаметр дорна, мм; Δ=20 - різниця між діаметром дорна та внутрішнім діаметром гільзи при прокатці труб на ТПУ 8-16" з вуглецевих марок сталі, мм; К - коефіцієнт, мм, прокатку товарних труб розміром 299×16-60 мм на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами виробляють з подачею гільзи в осередок деформації, значення якої визначають з виразуmj=m16+m16μi, де m16- 17-18 - величина подачі гільзи діаметром 470 мм в осередок деформації пилигримового стану при прокатці труб розмірів�стінки. 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".

Запропонований спосіб виробництва безшовних труб розміром 299×10-60 мм для парових котлів, паропроводів і колекторів установок з високими і сверхкритическими параметрами пари із злитків електрошлакового переплаву сталі марки 10Х9МФБ-Ш полягає в тому, що труби розміром 299×10-13 мм виготовляють із злитків, заготовок електрошлакового переплаву розміром 490×100×1750±50 мм, які нагрівають до температури 1170-1190°C, прошивають в стані поперечно-гвинтової прокатки в гільзи розміром 500 × вн. 315×2540-2700 мм на оправці діаметром 300 мм з витяжкою µ=1,5 і підйомом по діаметру 1,9-2,1%, гільзи прокочують на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами в передельние труби розміром 377×22×9000-10000 мм з витяжкою µ=4,83 і обтисненням по діаметру 24,6%, передельние гарячекатані труби розміром 377×22×9000-10000 мм термообробці і прокочують на стані ХПТ 450 в передельние холодно�однокатание передельние труби розрізають на труби-картки рівної довжини, термообробці, передельние холоднокатані труби розміром 325×15×7400-8250 мм прокочують на стані ХПТ 450 в товарні труби розміром 299×10×11600-12900 мм, передельние холоднокатані труби розміром 325×16×6950-7850 мм прокочують у товарні труби розміром 299×11×10500-11900 мм, а передельние холоднокатані труби розміром 325×17×6500-7300 мм в товарні холоднокатані труби розміром 299×12×9500-10700 мм і 299×13×8800-9900 мм з витяжками відповідно µ=1,61, µ=1,56, µ=1,52 і µ=1,41, труби розміром 299×14-15 мм виготовляють із злитків, заготовок електрошлакового переплаву розміром 490×100×1750±50 мм, які нагрівають до температури 1170-1190°C, прошивають в стані поперечно-гвинтової прокатки в гільзи розміром 500 × вн. 315×2540-2700 мм на оправці діаметром 300 мм з витяжкою µ=1,50 і підйомом по діаметру 1,9-2,1%, гільзи прокочують на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами в передельние труби розміром 325×20×12200-13100 мм з витяжкою µ=6,17 і обтисненням по діаметру 35,0%. передельние гарячекатані труби розміром 325×20 мм термообробці, розрізають на труби-картки рівної довжини, передельние труби розміром 325×20×6100-6550 мм прокочують на стані ХПТ 450 в товарні труби розміром 299×14×9000-9700 і 299×15×8400-9000 мм з витяжками µ=1,53, µ=1,43, товарні труби діаметром 299 мм з товщиною стінок від 16 до 30 мм виробляють на Т�ри пластичності, прошивають в стані поперечно гвинтової прокатки в гільзи розміром 470 × вн. 290×2570-2720 і 470 × вн. 265×2330-2470 мм на оправках діаметром 275 і 250 розмір в розмір по діаметру з витяжками µ=1,51 і µ=1,37, гільзи розміром 470 × вн. 290×2570-2700 - 470 × вн. 265×2330-2470 мм прокочують на пилигримовом стані в товарні труби розміром 299×16×14800-15800 - 299×30×7100-7700 мм з витяжками від µ=7,13 до µ=4,10 і обтисненням по діаметру 36,4%, товарні труби діаметром 299 мм з товщиною стінок від 31 до 60 мм виробляють на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами з злитків, заготовок ЕШП розміром 470×100×1750±50 мм, які нагрівають до температури пластичності, прошивають в стані поперечно-гвинтової прокатки в гільзи розміром 470 × вн. 265×2330-2470 і 470 × вн. 205×1960-2090 мм на оправках діаметром 250 і 190 мм розмір в розмір по діаметру з витяжками µ=1,37 і µ=1,16, гільзи розміром 470 × вн. 265×2330-2470 - 470 × вн. 205×1960-2090 мм прокочують на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами в товарні труби розміром 299×31×7100-7600 - 299×60×4800-5200 мм з витяжками від µ=4,0 до µ=2,97 і обтисненням по діаметру 36,54%, труби розрізають на довжини у відповідності із замовленням, труби розміром 299×10-15 мм приймають з допуском по діаметру ±1,0% та стінці +15/-5%, а труби розміром 299×16-60 мм приймають з допуском по діаметру +1,25/-1,0% і стінці +20/-5,0%, товарні труби розміром 299×16-60 мм вироб�ції при прокатці труб на задану стінку, значення якої визначають з виразу tд=tном.+(D/Si), де tном.=1180 - номінальна температура нагріву зливків діаметром 470 мм під прошивку, °C; D - діаметр прокатується труби, мм; Si- товщина стінки прокатується труби, мм; t - коефіцієнт, °C, прошивання зливків ЕШП у гільзи в стані поперечно-гвинтової прокатки виробляють з формуванням внутрішнього діаметра гільз більше діаметра дорна пилилигримового стану, значення якого визначають з виразу dвн.=dд+Δ+(D/Si)До≤30, де dд- середній діаметр дорна, мм; Δ=20 - різниця між діаметром дорна та внутрішнім діаметром гільзи при прокатці труб на ТПУ 8-16" з вуглецевих марок сталі, мм; К - коефіцієнт, мм, прокатку товарних труб розміром 299×16-60 мм на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами виробляють з подачею гільз в осередок деформації, значення якої визначають з виразуmj=m16+m16μi, де m16- 18-20 - величина подачі гільзи діаметром 470 мм в осередок деформації пилигримового стану при прокатці труб розміром стінки.

Прокатка товарних труб розміром 299×25 із сталі 10Х9МФБ-Ш проводилася на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами злитків ЕШП розміром 470×100×1750±50 мм, а передільних труб розміром 377×22 мм із злитків ЕШП розміром 490×100×1750±50 мм. Прокатка передільних гарячекатаних труб розміром 377×22 мм в передельние холоднокатані труби розміром 325×17 мм і подальший перекат їх у товарні розміром 299×12 мм проводилися на стані ХПТ 450 ВАТ "ЧТПЗ". Дані по прокатці передільних труб розміром 377×22 мм і товарних труб розміром 299×25 мм зі сталі марки 10Х9МФБ-Ш на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами і прокатці передільних труб розміром 377×22 мм в товарні труби розміром 299×12 мм на стані ХПТ 450 ВАТ "ЧТПЗ", результатами здачі, механічними властивостями та геометричними розмірами труб наведені в таблицях 1 і 2. З таблиці 1 видно, що виробництво було задано 5 злитків ЕШП розміром 490×100×1750±50 мм і 5 злитків ЕШП розміром 470×100×1750±50 мм, постачання ВАТ "Мечел". П'ять злитків ЕШП розміром 490×100×1750±50 мм були прокатати на ТПУ 8-16" в передельние труби розміром 377×22 мм, а п'ять злитків розміром 478×100×1750±50 мм в товарні труби розміром 299×25 мм. Зливки для прокатки передільних труб були посаджені в методичну піч і нагріті відповідно до п. 1 формули винайдена оправці діаметром 300 мм в гільзи розміром 500 × вн. 315×2550-2620 мм з витяжкою µ=1,50 і підйомом по діаметру 2,0% (відповідно до п. 1 формули винаходу). Потім гільзи були прокатати на ТПУ 8-16" з пилигимовими станами в передельние труби розміром 377×22×9100-9400 мм (відповідно до п. п. 1 і 3 формули винаходу). Передельние гарячекатані труби були відправлені в цех №5 на холодний переділ. В цеху №5 передельние гарячекатані труби розміром 377×22 мм були перекатани на стані ХПТ 450 в передельние холоднокатані розміром 325×17 мм, а потім вони були порізані на труби-картки рівної довжини і перекатани в товарні труби розміром 299×12 мм (відповідно до п. 1 формули винаходу). В результаті було прокатано і прийнято у відповідності з ТУ 14-3Р-55-2001 десять труб розміром 299×12×9700-10200 мм загальною масою 8,431 т. Середній витратний коефіцієнт металу по даній партії труб склав 1,447. Порівняння з даної прокатці не виробляли, т. к. труби даного сортаменту сталі 10Х9МФБ-Ш в Росії не проводилися через відсутність технології та обладнання для їх виробництва.

Одночасно у виробництво було задано 5 злитків ЕШП розміром 470×100×1750±50 мм, загальною масою 11,376 т, які були нагріті відповідно до п. 2 формули винаходу, прошиті в гільзи розміром 470×265×2330-2450 мм на оправці діаметр�мі в товарні труби розміром 299×25×10300-10900 мм з коефіцієнтом витяжки µ=5,50 і обтисненням по діаметру Δ=40,7% (відповідно до п. п. 1-4 формули винаходу). Труби були прийняті у відповідності з ТУ 14-3Р-55-2001 - 53,1 м труб загальною масою 8,966 т. Середній витратний коефіцієнт металу по трубах даної партії склав 1,269.

У таблиці 2 наведені дані по механічних властивостях металу і геометричні розміри труб. З таблиці видно, що механічні властивості металу і геометричні розміри труб, прокатаних із злитків ЕШП за пропонованою технологією, вище ніж за ТУ 14-3Р-55-2001, що в свою чергу дає гарантовану можливість знизити плюсове поле допуску по товщині стінки і встановити допуск +15/-10 замість існуючого +20/-5,0%. А так як якість металу зливків ЕШП значно краще, то основний критерій котельних труб тривала міцність буде значно вище.

Таким чином, використання запропонованого способу дозволить вперше в Росії здійснити виробництво безшовних труб розміром 299×10-60 мм безпосередньо із злитків ЕШП для парових котлів, паропроводів і колекторів установок з високими і сверхкритическими параметрами пари з механічними властивостями металу і геометричними розмірами, що перевищують значення даних показників, наведених в ТУ 14-3Р-55-2001, що дозволить значно знизити энегозатрати за рахунок виключення нагрівання слі�жатиями по діаметру і виробляти якісні товарні і передельние труби на ТПУ8-16" з пилигримовими станами ВАТ "ЧТПЗ" для подальшого переділу передільних труб в товарні на станах ХПТ 450 згідно з замовленнями споживача, знизити витратний коефіцієнт металу при переділі злиток ЕШП - котельня труба, а отже, знизити вартість котельних труб з даної марки сталі.

Таблиця 1
Дані по прокатці передільних труб розміром 377×22 і товарних труб розміром 299×25 мм зі сталі марки 10Х9МФБ-Ш на ПТУ 8-16" з пилигримовими станами і прокатці передільних труб розміром 377×22 мм в товарні труби розміром 299×12 мм на стані ХПТ 450 ВАТ "ЧТПЗ"
№№ п/пРозмір злитків ЕШП (мм)Вага злитків (кг)Прошивка гільзПрокатка товарних і передільних труб на пилигримовом станіПрокатка передільних і товарних труб на ХПТ 250Витрата, коеф. металу
Розмір гільз (мм)Діаметр оправки (мм)Коеф. витяжки (µ)Підйом або посад по діаметру (δ або Δ) (%)Обтиснення по діаметру (Δ, %)Розмір передель-
вих труб (мм)
Коеф. витяжки (µ)Розмір зданих тваринних труб (мм)Коеф. витяжки (µ)Вага труб (кг)
1490×100×17002412500 × вн. 315×2550377×22×9100325×17×6600299×12×9800832,0
325×17×6600299×12×9700823,5
2490×100×17252448500 × вн. 315×2580377×22×9200325×17×67 299×12×9900840,5
3490×100×17502483500 × вн. 315×26203001,5δ=2,0377×22×94004,83Δ=24,6325×17×68501,492299×12×102001,52866.0
325×17×6850299×12×10100857,5
4490×100×17002412500 × вн. 315×2550377×22×9100325×17×6600299×12×9800
5490×100×17202441500 × вн. 315×2580377×22×9200325×17×6700299×12×10000849,0
325x17x6700299x12x9900840,5
Загальна:12196-----------8430,51,447
1470×100×18002340470 × вн. 265×2450299×25×10900="1">1840,5
2470×100×17502275470 × вн. 265×2400299×25×10700-1806,7
3470×100×17752308470 × вн. 265×24302501,37Δ=0299×25×108005,50Δ=40,7----1823,5
4470×100×17002210470 × вн. 265×2330299×25×10300-5470×100×17252243470 × вн. 265×2350299×25×10400--1756,0
Загальна:11376-----------8965,91,269

Таблиця 2
Дані по механічних властивостях металу труб розміром 299×12 і 299×25 мм зі сталі 10Х9МФБ-Ш при кімнатній температурі та геометричним розмірам
Вид випробуванняПоздовжні зразкиТвердість по Бриннелю НВПоперечні образ�прот. σв(H/мм2)Межа текучості σ0,2(H/мм2)Відносить. подовження δ5(%)Відносить. звуження ψ (%)Ударна в'язкість KCU (Дж/см2)Часів. сопрот. σв(Н/мм2)Межа текучості σ0,2(Н/мм2)Відносить. подовження δ5(%)Відносить. звуження ψ (%)Ударна в'язкість KCU (Дж/см2)Допуск по діаметру (%)Допуск по стінці (%)
Не меншНе більшеНе менш
За ТУ 14-3Р-55-2001Не менш 600400195578255Не менш 600400175059745-855585-71520,5-21,565-75100-115220-240720-765580-65018,5-21,556-6470-78±1,0+12,5/-5
Труби 299×25 мм675-715525-59019,5-22,562-7595-105185-200655-715490-51019,5-20,560-6565-75+1,25/-1,0+20/-5

Спосіб виробництва безшовних труб розміром 299×10-13 мм для парових котлів, паропроводів і колекторів установок з високими і сверхкритическими параметрами пари із злитків електрошлакового переплаву сталі марки 10Х9МФБ-Ш, що включає виготовлення злитків, заготовок електрошлакового переплаву розміром 490×100×1750±50 мм, які нагрівають до температури 1170-1190°C, п�итяжкой µ=1,5 і підйомом по діаметру 1,9-2,1%, гільзи прокочують на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами в передельние гарячекатані труби розміром 377×22×9000-10000 мм з витяжкою µ=4,83 і обтисненням по діаметру 24,6%, передельние гарячекатані труби термообробці і прокочують на стані ХПТ 450 в передельние холоднокатані труби розміром 325×15×14800-16500, 325×16×13900-15700 і 325×17×13000-14600 мм з витяжками відповідно µ=1,68, µ=1,58 і µ=1,49, холоднокатані передельние труби розрізають на труби-картки рівної довжини, термообробці, передельние холоднокатані труби розміром 325×15×7400-8250 мм прокочують на стані ХПТ 450 в товарні труби розміром 299×10×11600-12900 мм, передельние холоднокатані труби розміром 325×16×6950-7850 мм прокочують у товарні труби розміром 299×11×10500-11900 мм, а передельние холоднокатані труби розміром 325×17×6500-7300 мм - в товарні холоднокатані труби розміром 299×12×9500-10700 мм і 299×13×8800-9900 мм з витяжками відповідно µ=1,61, µ=1,56. µ=1,52 і µ=1,41.



 

Схожі патенти:

Спосіб виробництва безшовних труб розміром 273×9-60 мм для парових котлів, паропроводів і колекторів установок з високими і сверхкритическими параметрами пари із злитків електрошлакового переплаву сталі марки 10х9мфб-ш

Винахід відноситься до трубопрокатному виробництва. Злитки електрошлакового переплаву розміром 470×100×1750±50 мм нагрівають до температури 1200-1210°C і прошивають в станах поперечно-гвинтової прокатки в гільзи розміром 500×вн.365×2980-3150 мм на оправці діаметром 350 мм з витяжкою µ=1,75 і підйомом по діаметру 6,3-6,5%. Гільзи прокочують у труби розміром 377×22×8000-8500 мм з витяжкою µ=3,74 і обтисненням по діаметру 24,6%. Здійснюють термообробку і плющення труб на стані ХПТ 450 в труби розмірами 325×15×13200-14000, 325×16×12400-13200, 325×17×11700-12400 і 325×18×1100-11800 мм з витяжками: µ=1,68, µ=1,58, µ=1,49 і µ=1,41. Термооброблені і розрізані на труби-картки труби розмірами 325×15×6600-7000 мм, 325×16×6200-6600 мм, 325×17×5850-6200 мм, 325×18×5500-5900 мм прокочують на стані ХПТ 450 в товарні труби розмірами: 273×9×12600-13300 мм, 273×10×11300-12000 мм, 273×11×10300-1100, 273×12×9400-10100 і 273×13×8600-9300 мм, з витяжками: µ=1,96, µ=1,88, µ=1,82, µ=1,76, і µ=1,64. Здійснюють ультразвуковий контроль і приймання труб з допуском по діаметру +1,0% і товщиною стінки +15/-5%. Забезпечується одержання труб з підвищеними вимогами по механічним властивостям, геометричними розмірами і якістю поверхні труб. 2 табл.

Заготівля-злиток електрошлакового переплаву під прошивку і подальшу розкочування її на двухвалковом стані поперечно - гвинтової прокатки в передельние гільзи-заготовки для виробництва механічно оброблених труб розміром 610×36,53×3200-3550 мм зі сталі марки 08х18н10т для об'єктів атомної енергетики

Винахід відноситься до трубопрокатному виробництва. Заготівля-злиток має форму циліндра розміром 610±10×1750±50 з осьовим свердлінням розміром 100±5,0 мм, профільованими кінцями у вигляді сферичних опуклих поверхонь і механічно обробленими сферичними опуклими поверхнями з чистотою не більше 80 мкм. Розміри сферичних опуклих поверхонь визначають з виразів: Lд.с.п.=0,11Lзаг.±15, Dд.с.п.=0,91Dзаг.±5,0, Rп.д.к.=0,98Rзаг.±5,0, Lу.с.п.=0,07Lзаг.±15, Dу.с.п.=0,92Dзаг.±5,0, Rп.у.к.=0,81Rзаг.±5,0, де Lзаг.=1750±50 - довжина заготовки-злитка, мм; Dзаг.=610±10 - діаметр заготовки-злитка, мм; Rзаг.=310±5 - радіус заготовки-злитка, мм; Lд.с.п. - довжина сферичної опуклої поверхні заготовки-зливка з донного кінця, мм; Dд.с.п. - діаметр основи спрофилированного донного кінця заготовки-злитка, мм; Rп.д.к. - радіус сферичної опуклої поверхні донного кінця заготовки-злитка, мм; Lу.с.п. - довжина сферичної опуклої поверхні заготовки-зливка з усадочного кінця, мм; Dу.с.п. - діаметр основи спрофилированного усадочного кінця заготовки-злитка, мм; Rп.у.к. - радіус сферичної опуклої поверхні усадочного кінця заготовки-злитка, мм. Забезпечується зниження витратного коефіцієнта металу. 1 іл., 1 табл.

Спосіб виробництва безшовних гарячекатаних труб розміром 610×28-32 мм із сталей марок 15х1м1ф і 10х9мфб-ш на тпу 8-16

Винахід відноситься до трубопрокатному виробництва, а саме до виробництва безшовних гарячекатаних труб розміром 610x28-32 мм зі сталей марок 15Х1М1Ф і 10Х9МФБ-Ш для трубопроводів проміжного перегріву пари котельних установок. Зливки-заготовки ЕШП розміром 620х100х1250±50 мм нагрівають до температури 1270-1290 і 1190-1210°C відповідно марку, і прошивають в стані поперечно-гвинтової прокатки в гільзи-заготовки розміром 650 хвн. 390х1610-1740 мм. Після охолодження і ремонту гільзи-заготовки повторно нагрівають з холодного посаду до температури 1270-1290 і 1200 -1210°С відповідно і прошивають-розкочують в стані поперечно-гвинтової прокатки в гільзи. Гільзи прокочують на ТПУ 8-16" з пилигримовими станами в товарні труби розміром 610×28-32×4500-5500 мм, відрізають технологічні відходи пилою гарячого різання, правлять, термообробці, труять, ремонтують, правлять, проводять УЗ контроль і приймають. Забезпечується зниження витрати металу при збільшеній довжині труб. 1 з.п.ф-ли, 2 табл. .

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 металургії. Спосіб включає виплавку порожнистих зливків електрошлаковим переплавом, які розточують і обточують у злитки-заготовки розміром 540×вн.360×3200±50 мм. Злитки-заготовки нагрівають до температури 1170-1190°C і прокочують 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. Відрізають затравочние кінці і пилигримовие головки і здійснюють різання труб на дві труби рівної довжини. Після правки і термічної обробки передельние труби розміром 377×20×7750-7900 мм прокочують на стані ХПТ 450 в товарні 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. Досягається зниження витрати металу, підвищення механічних властивостей труб. 1 табл.

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
Up!