RU2119395C1

RU2119395C1 - Method for making gas-lift large-diameter tubes of steel ingots produced by electroslag remelting process

Info

Publication number: RU2119395C1
Application number: RU97105794A
Authority: RU
Inventors: А.В. Сафьянов; Л.И. Лапин; Н.П. Карпенко; А.А. Федоров; Ю.А. Медников; А.С. Голодягин; В.В. Игнатьев; В.А. Плясунов; Г.И. Спиридонов; С.В. Ненахов; А.М. Денисов; А.В. Крячкин; Н.И. Воробьев; Ф.А. Гермелин; Б.А. Филатов
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Челябинский трубопрокатный завод"
Priority date: 1997-04-10
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 1998-09-27

Abstract

FIELD: rolled tube production, namely tube piercing in helical rolling mills, possibly manufacture of tubes in tube rolling aggregates with pilger mills. SUBSTANCE: in piercer ingot deformation is realized along crystal arrangement due to guiding ingot to mill by its head portion and piercing ingot at diameter fitting it by normalized value. EFFECT: elimination of expenses for intermediate heating and forging reduction of ingots due to changing pattern of prestressed conditions of metal in piercer. 1 cl

Description

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу получения газлифтных труб из стали 09Г2С выплавки ЭШП и ВДП и может быть использовано на трубопрокатных установках, имеющих в своем составе станы поперечно - винтовой прокатки. The invention relates to pipe rolling production, and in particular to a method for producing gas lift pipes from 09G2S steel for smelting ESR and VDP and can be used in pipe rolling plants incorporating cross-helical rolling mills.

В практике трубопрокатного производства существует способ изготовления газлифтных труб большого диаметра из стали 09Г2С с заданными требованиями по механическим свойствам, включающий отливку слитка, его ковку (уплотнение структуры), нагрев, прошивку и прокатку на пилигримовом стане (ТУ 92-303-198-87, Заготовка трубная кованая. ТУ 14-3-1128-82. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные для газопроводов газлифтных систем. ТИ АР1 Q1-158 Тр. ТБ1-9-95. Изготовление бесшовных горячедеформированных труб из стали марки 09Г2С для газопроводов газлифтных месторождений). In the practice of pipe-rolling production, there is a method of manufacturing large diameter gas lift pipes from 09G2S steel with specified requirements for mechanical properties, including casting an ingot, forging it (structure compaction), heating, piercing and rolling on a pilgrim mill (TU 92-303-198-87, Forged pipe blanks, TU 14-3-1128-82. Seamless hot-deformed steel pipes for gas pipelines of gas-lift systems. TI AR1 Q1-158 Tr. TB1-9-95. Seamless hot-deformed pipes made of 09G2S steel for gas-lift gas pipelines. birth).

Недостатком указанного способа являются большие энергозатраты, связанные с многоступенчатой деформацией слитка-заготовки после горячего нагрева и соответственно высокая себестоимость труб. The disadvantage of this method is the high energy costs associated with multi-stage deformation of the ingot-billet after hot heating and, accordingly, the high cost of pipes.

Известны в трубопрокатном производстве способы прошивки слитков (заготовок) включающие задачу нагретого слитка (заготовки) в прошивной стан донным концом, а также усадочным концом и прошивкой на подъем и посад по диаметру. (см., например, Ф.А. Данилов и др. Металлургия, 1972, с. 262-278. Ермаков и др. "Сталь" 1973, N 3 с 256). Known in the pipe-rolling industry are methods for flashing ingots (billets) including the task of a heated ingot (billets) in a piercing end with a bottom end, as well as a shrink end and firmware for lifting and landing in diameter. (see, for example, F.A. Danilov et al. Metallurgy, 1972, p. 262-278. Ermakov et al. "Steel" 1973, N 3 with 256).

Недостатком указанных способов прошивки является отсутствие критериев прошивки, принимая которые можно было бы за счет изменения схемы деформации в зависимости от характера расположения кристаллов исключить две технологические операции в производстве труб ответственного назначения, а именно нагрев слитка и его ковку. The disadvantage of these methods of firmware is the lack of criteria for the firmware, taking which one could exclude two technological operations in the production of critical pipes, namely heating the ingot and forging it, by changing the deformation scheme depending on the nature of the crystal arrangement.

Целью настоящего изобретения является уменьшение энергозатрат при производстве труб ответственного назначения из слитков выплавки ЭШП и ВДП с получением требуемых механических свойств труб. The aim of the present invention is to reduce energy consumption in the production of critical pipes from ingots of smelting ESR and VDP with obtaining the required mechanical properties of the pipes.

Указанная цель достигается тем, что деформацию слитка в прошивном стане ведут вдоль расположения кристаллов, т.е. задают слиток в стан головной частью и прошивают с посадом по диаметру гильзы на величину

где
S_г - толщина стенки гильзы, мм;
S_с - толщина стенки сверленого слитка, мм;
α - угол наклона фронта кристаллизации к оси слитка, град.This goal is achieved by the fact that the deformation of the ingot in the piercing mill is conducted along the location of the crystals, i.e. set the ingot in the mill with the head part and stitch it with a seam along the diameter of the sleeve by the amount

Where
S _g - wall thickness of the sleeve, mm;
S _with - wall thickness of the drilled ingot, mm;
α is the angle of inclination of the crystallization front to the axis of the ingot, deg.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ изготовления газлифтных труб большого диаметра из слитков стали 09Г2С выплавки ЭШП и ВДП отличается тем, что деформацию их в прошивном стане ведут вдоль расположения кристаллов, т.е. с задачей слитков в стан головной частью и посадом по диаметру на определенную величину, зависящую от угла наклона фронта кристаллизации к оси слитков, геометрии их и стенки гильзы. Comparative analysis with the prototype shows that the inventive method for manufacturing large diameter gas lift pipes from 09G2S steel ingots for the production of ESR and VDP is different in that they are deformed in the piercing mill along the location of the crystals, i.e. with the task of the ingots in the mill by the head part and the diameter fit by a certain amount, depending on the angle of inclination of the crystallization front to the axis of the ingots, their geometry and the wall of the sleeve.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "Новизна". Thus, the claimed method meets the criteria of the invention of "Novelty."

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "Существенные отличия". Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field, did not reveal the signs that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "Significant differences".

Предложенный способ изготовления газлифтных труб большого диаметра из стали 09Г2С выплавки ЭШП и ВДП заключается в том, что деформацию слитка осуществляют таким образом, что кристаллы, расположенные под острым углом к оси слитка деформируются вдоль оси с одновременным разворотом до 90^o к оси слитка к моменту отрыва металла от поверхности валка.The proposed method of manufacturing gas-lift pipes of large diameter from 09G2S steel for the production of ESR and VDP is that the ingot is deformed in such a way that crystals located at an acute angle to the axis of the ingot are deformed along the axis with a simultaneous turn of up to 90 ^o to the axis of the ingot at the time of separation metal from the surface of the roll.

Перемещение верхних слоев металла относительно внутренних слоев вызвано тянущими силами рабочих валков и сопротивлением, вызванным трением металла на оправке. The movement of the upper layers of the metal relative to the inner layers is caused by the pulling forces of the work rolls and the resistance caused by the friction of the metal on the mandrel.

Таким образом, угол разворота кристаллов зависит от настройки стана, т. е. от величины тянущих усилий валков, которые возрастают с возрастанием посада по диаметру гильзы при прошивке. Предложенная зависимость величины посада (ΔD) от исходной стенки сверленого слитка (S_с), стенки гильзы (S_г) и угла наклона фронта кристаллизации к оси слитка (α) получена из равенства дополнительной деформации на выходе из очага деформации по стенке за счет посада по диаметру (ΔD/2S_г) и величиной приращения деформации, полученной за счет наклона оси кристаллов к оси слитка.Thus, the angle of rotation of the crystals depends on the setting of the mill, i.e., on the magnitude of the pulling forces of the rolls, which increase with increasing posad along the diameter of the sleeve when piercing. The proposed dependence of the pitch size (ΔD) on the initial wall of the drilled ingot (S _c ), the sleeve wall (S _g ) and the angle of inclination of the crystallization front to the axis of the ingot (α) is obtained from the equality of the additional deformation at the exit from the deformation zone along the wall due to fit in diameter (ΔD / 2S _g ) and the magnitude of the strain increment obtained by tilting the axis of the crystals to the axis of the ingot.

Предложенный способ производства труб ответственного назначения позволяет исключить из технологического процесса две энергоемкие операции, а именно нагрев и ковку слитка. The proposed method for the production of critical pipes allows you to exclude two energy-consuming operations from the process, namely heating and forging the ingot.

Данный способ опробован на Челябинском трубопрокатном заводе совместно с Челябинским металлургическим комбинатом. This method was tested at the Chelyabinsk pipe rolling plant in conjunction with the Chelyabinsk Metallurgical Plant.

Опытные слитки размером 600•1650 мм, полученные ЭШП, были поставлены на ЧТПЗ с отметкой в сертификате угла наклона фронта кристаллизации к оси слитка 29^o30' - 30^o20'. Слитки были просверлены на диаметр 100 мм.Experimental ingots with a size of 600 • 1650 mm obtained by ESR were delivered to ChTPZ with a mark in the certificate of the angle of inclination of the crystallization front to the axis of the ingot 29 ^o 30 '- 30 ^o 20'. The ingots were drilled to a diameter of 100 mm.

Прошивной стан был настроен на посад 30 мм (при расчетной величине 31,7-32,0 мм). The piercing mill was set to fit 30 mm (with a calculated value of 31.7-32.0 mm).

Нагретые до температуры 1280^oC слитки прошиты в гильзе размером 570•90 мм и прокатаны в трубы размером 426•10 мм.The ingots heated to a temperature of 1280 ^° C are stitched in a sleeve measuring 570 • 90 mm and rolled into pipes with a size of 426 • 10 mm.

Испытания труб показали, что механические свойства труб соответствуют требованиям нормативно-технической документации по прочностным и пластическим характеристикам. Tests of the pipes showed that the mechanical properties of the pipes comply with the requirements of the normative and technical documentation on the strength and plastic characteristics.

Использование предложенного способа изготовления газлифтных труб большого диаметра позволит снизить энергозатраты и уменьшить их стоимость в 1,5-2 раза. Using the proposed method for manufacturing large diameter gas lift pipes will reduce energy costs and reduce their cost by 1.5-2 times.

Claims

A method of manufacturing large diameter gas lift pipes from 09G2S steel ingots, including electroslag or vacuum-arc remelting, ingot drilling, heating, piercing in a sleeve on cross-screw rolling mills and rolling on a pilgrim mill, characterized in that the deformation of the ingots in the piercing mill is along the location of the crystals, setting the ingots in the mill by the head part, and stitching with seeding in diameter by the amount