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 эшп и нлз

Классы МПК:B21B19/04 прокатка заготовок сплошного сечения; прошивка 
Автор(ы):, , , , , , , , , , , , ,
Патентообладатель(и):ОАО "Челябинский трубопрокатный завод" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2005-05-11
публикация патента:

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства бесшовных горячедеформированных котельных труб большого и среднего диаметров для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков электрошлакового переплава, и непрерывно-литой заготовки, и может быть использовано на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, имеющих в своем составе станы поперечно-винтовой прокатки. Способ включает выплавку слитков в электрических и мартеновских печах на основе прямого восстановления, а также с применением обработки жидким синтетическим шлаком в ковше, ковку слитков с уковом от 2,0 до 3,0 в зависимости от марки стали, обточку и сверление центральной части трубных заготовок, непрерывную разливку стали марок 20 и 15ГС, обработанных синтетическим шлаком, непрерывную разливку стали марок 12Х1МФ, 15Х1М1Ф и 15ХМ из вакуумированного или невакуумированного металла, обработанного синтетическим шлаком, с последующей ковкой их в заготовки с уковом не менее 1,5, выплавку слитков данных марок стали ЭШП, сверление центральной части слитков ЭШП и НЛЗ, нагрев заготовок и слитков до температуры пластичности в зависимости от марки стали, прошивку их в станах косой прокатки на оправках, диаметр которых зависит от геометрических размеров гильз, прошивку слитков ЭШП с деформацией металла в прошивном стане с посадом по диаметру, равным 8-16%, прокатку на пилигримовых станах с вытяжками, в зависимости от диаметра и толщины стенки, калибровку и правку труб, при этом слитки ЭШП и НЛЗ сталей 20, 15ГС, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф и 15ХМ нагревают до температуры пластичности без сверления центрального отверстия, прошивают в прошивных станах в гильзы и прокатывают на пилигримовых станах в трубы, донную часть слитков ЭШП удаляют анодно-дуговой резкой, слитки ЭШП в прошивной стан задают донным концом вперед, прокат труб на пилигримовом стане из гильз, прошитых из слитков ЭШП, ведут донным концом вперед, из усадочной части слитков формируют пилигримовую головку, а коэффициенты вытяжек на прошивном стане при прошивке слитков ЭШП и НЛЗ определяют из выражений 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 эшп=1,1способ 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 зdт эшп/d o эшп, 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 нлз=1,1способ 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 зdг нлз/d o нлз, где 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 з - вытяжка на прошивном стане при прокатке труб данного размера из кованой заготовки; d г эшп - текущее значение диаметров слитков ЭШП, мм; d o эшп - диаметр слитка ЭШП, равный 500 мм; d г нлз - текущее значение диаметров НЛЗ; d o нлз - диаметр НЛЗ, равный 400 мм. Изобретение обеспечивает значительное снижение энергозатрат за счет исключения нагрева слитков под ковку и ковку слитков в поковки, исключает затраты на сверловку слитков и снижает расходный коэффициент металла при механических свойствах металла труб на уровне или выше, по сравнению с кованой заготовкой, при переделе слиток ЭШП - котельная труба, а следовательно, позволяет снизить стоимость котельных труб. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения

1. 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, включающий выплавку слитков в электрических и мартеновских печах на основе прямого восстановления, обработку жидким синтетическим шлаком в ковше, ковку слитков с уковом от 2,0 до 3,0 в зависимости от марки стали, обточку слитков в трубные заготовки, или непрерывную разливку стали марок 20 и 15ГС, обработанных синтетическим шлаком, в непрерывно-литые заготовки, или непрерывную разливку стали марок 12Х1МФ, 15Х1М1Ф и 15ХМ из вакуумированного или невакуумированного металла, обработанного синтетическим шлаком, с последующей ковкой их в поковки с уковом не менее 1,5, или выплавку слитков данных марок стали электрошлаковым переплавом, нагрев заготовок и слитков до температуры пластичности в зависимости от марки стали, прошивку их в гильзы в станах косой прокатки на оправках, диаметр которых зависит от геометрических размеров гильз, прошивку слитков электрошлакового переплава с деформацией металла в прошивном стане с посадом по диаметру, равным 8-16%, прокатку на пилигримовых станах с вытяжками, в зависимости от диаметра и толщины стенки, калибровку и правку труб, при этом слитки электрошлакового переплава в прошивной стан задают донным концом вперед, прокатку труб на пилигримовом стане из гильз, прошитых из слитков электрошлакового переплава, ведут донным концом вперед, а из усадочной части слитков формируют пилигримовую головку, и коэффициенты вытяжек на прошивном стане при прошивке слитков электрошлакового переплава и непрерывно-литых заготовок определяют из выражений

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 эшп   и нлз, патент № 2297891 эшп=1,05способ 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 зdт эшп/d о эшп;

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 эшп   и нлз, патент № 2297891 нлз =1,1способ 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 зdг нлз/d о нлз,

где 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 з - вытяжка на прошивном стане при прокатке труб данного размера из кованых заготовок;

d г эшп - текущее значение диаметров слитков электрошлакового переплава, мм;

do эшп - диаметр слитка электрошлакового переплава, равный 500 мм;

d г нлз - текущее значение диаметров непрерывно-литых заготовок;

do нлз - диаметр непрерывно-литой заготовки, равный 400 мм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что донную часть слитков электрошлакового переплава удаляют анодно-механической резкой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства бесшовных горячедеформированных котельных труб большого и среднего диаметров для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков электрошлакового переплава (ЭШП), и непрерывно-литой заготовки (НЛЗ), и может быть использовано на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, имеющих в своем составе станы поперечно-винтовой прокатки.

В практике трубопрокатного производства существует способ изготовления 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 кованых заготовок сталей марок 20, 15ГС, 15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 12Х2МФСР, 10Х9МФБ, 12Х11 В2МФ, 08Х16Н9М2, 12Х18Н12Т и 10Х13Г12БС2Н2Д2 с заданными требованиями по механическим свойствам, включающий отливку слитков в электрических и мартеновских печах, их ковку (уплотнение структуры) с уковом от 2,0 до 3,0, в зависимости от марки стали, а также непрерывную разливку стали марок 20, 15ГС, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф и 15ХМ с последующей ковкой их в поковки с уковом не менее 1,5, механическую обработку (обточку со съемом металла 10-15 мм на сторону и сверловку центрального отверстия диаметром 100±5 мм для удаления центральной ликвационной пористости и неметаллических включений), нагрев до температуры пластичности, прошивку заготовок в станах косой прокатки в гильзы и прокатку их в трубы на пилигримовом стане с допуском по стенке +20/-5% (ТУ 14-1-2560-78 "Заготовка трубная кованая для котельных труб", ТУ 14-3-460-2003 и ТУ 14-ЗР-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 и НЛЗ 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 расход металла (расходный коэффициент металла) при переделе слиток или НЛ3-поковка - заготовка - труба и, как следствие, высокая стоимость труб.

Известны в трубопрокатном производстве способы прошивки слитков (заготовок) на подьем (расширение - 3-7%), размер в размер и посад (осаживание - 2-5%), где с изменением схемы напряженно-деформированного состояния меняется и деформация, выраженная величиной вытяжки (Ф.А.Данилов и др. Горячая прокатка труб. Москва, Металлургиздат, 1982, с.300, табл.34).

Недостатком указанных способов прошивки является невозможность обеспечить необходимую деформацию слитка, позволяющую получить механические свойства, структуру и плотность металла труб, которые получаются при производстве их из кованой заготовки.

В трубопрокатном производстве известен также способ изготовления газлифтных труб большого диаметра из слитков стали 09Г2С выплавки ЭШП и ВДП (Патент РФ №2119395, кл. В21В 19/04), где деформацию слитков в прошивном стане ведут вдоль расположения кристаллов, задавая слитки в стан головной частью (усадочной) и прошивают с посадом по диаметру на величину

D=2Sr(1-sinспособ 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 )Sc,

где Sr - толщина стенки гильзы, мм;

Sc - толщина стенки сверленого слитка ЭШП, мм;

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 эшп   и нлз, патент № 2297891 - 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.

Наиболее близким техническим решением является способ производства котельных труб большого диаметра из слитков ЭШП (патент RU №2180874, кл. В21В 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 постоянные величины снимаемых слоев металла при механической обработке (обточке) слитков, постоянная величина сверления центрального отверстия 100±5 мм и постоянные величины обжатия слитков при прошивке, которые не зависят от их геометрических размеров (диаметров), что приводит к дополнительному расходу металла и энергозатратам при механической обработке (обточке, сверления центрального отверстия и прошивке слитков на посад).

Задачей предложенного способа (изобретения) является уменьшение энегозатрат за счет исключения из технологического процесса нагрева слитков под ковку, ковку их в поковки, с последующей обточкой поковок в заготовки по наружной поверхности, а также при прошивке, за счет оптимизации величины обжатия, в зависимости от геометрических размеров (диаметра) слитков ЭШП и НЛЗ, снижение расхода металла при переделе слиток ЭШП и НЛ3-котельная труба за счет снижения толщины снимаемого слоя металла при обточке по сравнению с кованой заготовкой и прокатки труб из более качественного и пластичного металла, не имеющего центральной ликвационной пористости и неметаллических включений.

Технический результат достигается тем, что в известном способе 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 ЭШП и НЛЗ, включающим выплавку слитков в электрических и мартеновских печах, на основе прямого восстановления, обработку жидким синтетическим шлаком в ковше, ковку слитков с уковом от 2,0 до 3,0, в зависимости от марки стали, обточку слитков в трубные заготовки, или непрерывную разливку стали марок 20 и 15ГС, обработанных синтетическим шлаком, в непрерывно - литые заготовки, или непрерывную разливку стали марок 12Х1МФ, 15Х1М1Ф и 15ХМ из вакуумированного или невакуумированного металла, обработанного синтетическим шлаком, с последующей ковкой их в заготовки с уковом не менее 1,5, или выплавку слитков данных марок стали электрошлаковым переплавом, нагрев заготовок и слитков до температуры пластичности в зависимости от марки стали, прошивку их в гильзы в станах косой прокатки на оправках, диаметр которых зависит от геометрических размеров гильз, прошивку слитков электрошлакового переплава с деформацией металла в прошивном стане с посадом по диаметру, равным 8-16%, прокатку на пилигримовых станах с вытяжками, в зависимости от диаметра и толщины стенки, калибровку и правку труб, при этом слитки электрошлакового переплава в прошивной стан задают донным концом вперед, прокатку труб на пилигримовом стане из гильз, прошитых из слитков электрошлакового переплава, ведут донным концом вперед, а из усадочной части слитков формируют пилигримовую головку, коэффициенты вытяжек на прошивном стане при прошивке слитков электрошлакового переплава и непрерывно - литых заготовок определяют из выражений 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 эшп=1,05способ 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 зdт эшп/d o эшп, 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 нлз=1,1способ 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 зdг нлз/d o нлз, где 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 з - вытяжка на прошивном стане при прокатке труб данного размера из кованых заготовок; d т эшп - текущее значение диаметров слитков электрошлакового переплава, мм; do эшп - диаметр слитка электрошлакового переплава, равный 500 мм; dг нлз - текущее значение диаметров непрерывно-литых заготовок; do нлз - диаметр непрерывно-литой заготовки, равный 400 мм, а донную часть слитков электрошлакового переплава удаляют анодно-механической резкой.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый 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 ЭШП и НЛЗ отличается тем, что слитки электрошлакового переплава в прошивной стан задают донным концом вперед, прокатку труб на пилигримовом стане из гильз, прошитых из слитков электрошлакового переплава, ведут донным концом вперед, а из усадочной части слитков формируют пилигримовую головку, коэффициенты вытяжек на прошивном стане при прошивке слитков электрошлакового переплава и непрерывнолитых заготовок определяют из выражений 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 эшп=1,05способ 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 зdг эшп/d o эшп, 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 нлз=1,1способ 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 зdг нлз/d o нлз, где 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 з - вытяжка на прошивном стане при прокатке труб данного размера из кованых заготовок; d г эшп - текущее значение диаметров слитков электрошлакового переплава, мм; do эшп - диаметр слитка электрошлакового переплава, равный 500 мм; dг нлз - текущее значение диаметров непрерывно-литых заготовок; do нлз - диаметр непрерывно-литой заготовки, равный 400 мм, а донную часть слитков электрошлакового переплава удаляют анодно-механической резкой. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "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 патентноспособности "изобретательский уровень".

Предложенный способ производства котельных 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 ЭШП и НЛЗ заключается в том, что слитки электрошлакового переплава в прошивной стан задают донным концом вперед, прокатку труб на пилигримовом стане из гильз, прошитых из слитков электрошлакового переплава, ведут донным концом вперед, а из усадочной части слитков формируют пилигримовую головку, коэффициенты вытяжек на прошивном стане при прошивке слитков электрошлакового переплава и непрерывно-литых заготовок определяют из выражений 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 эшп=1,05способ 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 зdт эшп/d o эшп, 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 нлз=1,1способ 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 зdг нлз/d o нлз, где 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 з - вытяжка на прошивном стане при прокатке труб данного размера из кованых заготовок; d г эшп - текущее значение диаметров слитков электрошлакового переплава, мм; do эшп - диаметр слитка электрошлакового переплава, равный 500 мм; dг нлз - текущее значение диаметров непрерывно-литых заготовок; do нлз - диаметр непрерывно-литой заготовки, равный 400 мм, а донную часть слитков электрошлакового переплава удаляют анодно-механической резкой.

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 кованых заготовок, слитков ЭШП и НЛЗ опробован при прокатке труб размером 325×40, 377×45 и 273×30 мм из стали марки 12Х1МФ на ТПА 8-16" с пилигримовыми станами ОАО "ЧТПЗ".

В производство было задано 15 поковок размером 570×1750, 630×1750 и 460×1750 мм (по 5 поковок каждого размера), 10 слитков ЭШП размером 550×1750 и 610×1750 мм (по 5 слитков каждого размера) и 5 НЛЗ размером 430×1750 мм стали марки 12Х1МФ. Поковки были обточены и просверлены в заготовки размером соответственно 540×100×1750, 600×100×1750 и 540×100×1750 мм. Слитки ЭШП обточены и просверлены на размер 540×100×1750 и 600×100×1750 мм. Т.к. в России в настоящее время на установках непрерывной разливки стали отливают заготовки с максимальным диаметром 430 мм, то для проведения эксперимента были заданы 5 НЛЗ размером 430×1750 мм. НЛЗ механической обработке (обточке) и сверлению центрального отверстия не подвергались. 5 заготовок размером 540×100×1750 мм и 5 слитков ЭШП были одновременно посажены в печь, нагреты до температуры 1270-1280°С, прошиты в гильзы и прокатаны в трубы размером 325×40 мм по ТУ 14-3-55Р-2001. Заготовки прошивались по существующей технологии в гильзы с вытяжкой 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 =1,36 без обжатия по диаметру, т.е. размер в размер, а слитки ЭШП прошивались в гильзы, в соответствии с формулой изобретения, с вытяжкой 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 =1,51 за счет обжатия по диаметру на 6,7%, т.е. с посадом по диаметру. Донная часть на слитках ЭШП на ОАО "ЗМЗ" была удалена анодно-механической резкой. Слитки ЭШП задавались в прошивной стан донным концом вперед. Прокатку труб из гильз, прошитых из слитков ЭШП, производили донным концом вперед, а из усадочных частей слитков формировали пилигримовую головку. Данные по прокатке, геометрическим размерам заготовок, труб и расходному коэффициенту металла, прокатанных из кованых заготовок, слитков ЭШП и НЛЗ стали марки 12Х1МФ по существующей и предлагаемой технологиям приведены в таблице №1. Из таблицы видно, что расходный коэффициент металла от поковки до готовой по трубам размером 325×40 мм, при прокатке труб по существующей технологии, составил 1,430, а по предлагаемой 1,284. Экономия металла на каждой тонне труб составила 146 кг. Расходный коэффициент металла является основным экономическим показателем при производстве труб, т.к. стоимость металла (в зависимости от марки стали) составляет от 50 до 75% от товарной стоимости труб. По аналогичной схеме производилась прокатка труб размером 377×45 мм. По существующей технологии расходный коэффициент металла составил 1,428, а по предлагаемой 1,255, т.е. получено снижение расхода металла на 173 кг на каждой тонне труб. Прокатку труб размером 373×30 мм по существующей технологии производили из поковок размером 460×1750 мм, которые на ОАО "ЧТПЗ" обтачивались в заготовки диаметром 430 мм с последующим сверлением центрального отверстия на диаметр 100±5,0 мм. В производство было задано 5 поковок общим весом 11,409 тонн. Заготовки на прошивном стане прошивались в гильзы размер в размер с вытяжкой 1,37 и прокатывались в трубы. Из данной партии сдано 7,775 тонн труб. Расходный коэффициент металла от поковки до трубы составил 1,468. По предлагаемой технологии НЛЗ механической обработке (обточке и сверлению) не подвергались, задавались в печь на нагрев вместе с коваными заготовками, нагревались до температуры 1265-1275°С и прошивались в гильзы с посадом по диаметру на 4,7% и коэффициентом вытяжки в соответствии с формулой изобретения. По предлагаемому способу в производство было задано 9,970 тонн металла. Принято 7,955 тонн труб в соответствии с ТУ 14-3-55Р-2001. Расходный коэффициент металла по данной партии составил 1,254, т.е. получено снижение расхода металла 214 кг на каждой тонне труб.

В таблице 2 приведены данные по механическим свойствам металла труб из стали марки 12Х1МФ, прокатанных из кованой заготовки, слитков ЭШП и НЛЗ по существующей и предлагаемой технологиям. Из таблицы видно, что средние значения механических свойств металла труб, прокатанных из слитков ЭШП по предлагаемой технологии, выше чем из кованой заготовки на 5,0-7.5%, что, в свою очередь, дает гарантированную возможность снизить плюсовое поле допуска по толщине стенки на 5,0% или установить допуск по стенке +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. Средние значения механические свойств металла труб, прокатанных из НЛЗ, находятся на одном уровне с металлом труб, прокатанных по существующей технологии из кованых заготовок.

Таким образом, использование предложенного способа производства котельных труб большого и среднего диаметров из слитков ЭШП и НЛЗ позволит значительно снизить энергозатраты за счет исключения нагрева слитков под ковку и ковку слитков в поковки, снизить расходный коэффициент металла при механических свойствах металла труб на уровне или выше, по сравнению с кованой заготовкой, при переделе слиток ЭШП и НЛ3-котельная труба, а следовательно, снизить стоимость котельных труб.

Таблица 1
Данные по прокатке, геометрическим размерам заготовок, труб и расходному коэффициенту металла с учетом технологических отходов на прокате (пилигримовые головки и затравочные концы), прокатанных из кованых заготовок, слитков ЭШП и НЛЗ стали марки 12Х1МФ по существующей и предлагаемлой технологиям
Способ произвол. трубВид заготов. Размер поковок, слитков ЭШП и НЛЗ (мм)Колич. поковок, слитков ЭШП и НЛЗ (шт.)Вес задан. Металла (тн)Размеры загот. (мм) Прошивка слитков и заготовокПрокатка труб на пилигримовом станеРасхода. коэфф. металла
         Диаметр оправки (мм)Размер гильз (мм) Коэфф. вытяж. (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 эшп   и нлз, патент № 2297891 )Обжат. по диам. (%) Размер труб (мм)Размеры труб на сдаче 
               Средн. толщ. стенки (мм) Средняя длина (м)Вес труб по ТУ (тн)  
                     
                    
                    
Сущест. технол. Кованая загот.570×1750 517,525540×100×1750 275540×290×2380 1,360 325×4043,08,2 12,2601,430
630×17505 21,410600×100×1750 300600×315×2560 1,340377×45 48,47,65 14,9951,428
  460×1750 511,409 430×100×1750225 430×240×24001,37 0273×3032,3 8,657,775 1,468
Предллаг. технол. Слиток ЭШП550×1750 515,830 540×100×1750275 520×290×27501,51 3,7325×4042,8 8,2512,335 1,284
  610×1750519,400 600×100×1750 300560×315×2940 1,686,7377×45 48,17,75 15,4621,255
НЛЗ430×17505 9,970430×1750 225410×240×2920 1,674,7 273×3032,18,85 7,9551,254

Таблица 2

Данные по механическим свойствам металла труб стали марки 12Х1МФ, прокатанных из кованой заготовки, слитков ЭШП и НЛЗ по существующей и предлагаемой технологиям
Способ производства труб Вид заготовкиТип образца Временное сопротивление 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 в (Н/мм2) Предел текучести 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 0,2 (Н/мм2) Относительное удлинение 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 5, (%)Относительное Сужение 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 эшп   и нлз, патент № 2297891 , (%)Ударная вязкость KCU (Дж/см 2)
      не менее
По ТУ 14-3-55Р-2001- поперечный490-686 3141645 39
   продольный490-686 31418 5049
Существующая технологияКованая заготовкапоперечный 547-610 (ср. 578,5)336-347 (ср. 341,5) 18-23 (ср. 20,5)48-51 (ср. 49,5)45-57 (ср. 51,0)
продольный537-625 (ср. 581,0)340-365 (ср. 352,5) 21-25 (ср. 23,0)55-58 (ср. 56,5) 52-63 (ср. 57,5)
Предлагаемая технология

НЛЗ поперечный538-605 (ср. 571,5)345-379 (ср. 357,5) 19-21 (ср. 20,0)47-50 (ср. 48,5) 46-61 (ср. 53,5)
продольный 540-610 (ср. 575,0)341-358 (ср. 349,5)22-24 (ср. 23,0) 56-60 (ср. 58,0)51-64 (ср, 57,5)
Слиток ЭШП поперечный580-635 (ср. 607,5) 347-377 (ср. 362,0)19-25 (ср. 22,0) 49-56 (ср. 52,544-58 (ср. 54,0)
продольный 585-638 (ср. 611,5)360-382 (ср. 371,0) 23-26 (ср. 24,5)58-61 (ср. 59,5)57-65 (ср. 61,0)

Класс B21B19/04 прокатка заготовок сплошного сечения; прошивка 

способ поперечно-винтовой прошивки-раскатки гильз-заготовок и полых слитков-заготовок электрошлакового переплава большого диаметра из легированных труднодеформируемых марок стали и сплавов -  патент 2527582 (10.09.2014)
способ производства 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 10х9мбф-ш -  патент 2527580 (10.09.2014)
способ 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 -  патент 2527560 (10.09.2014)
способ производства бесшовных горячедеформированных котельных и паропроводных труб размером 465×15-24 мм из жаропрочной стали марки 10х9к3в2мфбр-ш для энергетического оборудования с суперсверхкритическими параметрами пара -  патент 2527550 (10.09.2014)
способ производства бесшовных труб размером 426×21-40 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из стали марки 10х9мфб-ш -  патент 2524459 (27.07.2014)
способ прошивки слитков и заготовок массой от 3 до 10 тонн в гильзы в стане поперечно-винтовой прокатки -  патент 2523402 (20.07.2014)
способ производства бесшовных горячекатаных труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами -  патент 2523385 (20.07.2014)
способ производства бесшовных горячекатаных труб размером 550×25-60 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из стали марки 10х9мфб-ш -  патент 2523195 (20.07.2014)
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 -  патент 2522513 (20.07.2014)
способ производства бесшовных горячедеформированных котельных и паропроводных труб размером 426×21-70, 465×25-75 и 530×30-75 мм из жаропрочной стали марки 10х9к3в2мфбр-ш для энергетического оборудования с суперсверхкритическими параметрами пара -  патент 2522509 (20.07.2014)
Наверх