RU2533613C2

RU2533613C2 - PRODUCTION OF SEAMLESS HOT-WORKED BOILER AND STEAM LINE 465×25-75 mm PIPES FROM "10Х9К3В2МФБР-Ш"-GRADE REFRACTORY STEEL FOR POWER EQUIPMENT WITH STEAM SUPERCRITICAL PARAMETERS

Info

Publication number: RU2533613C2
Application number: RU2013111214/02A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Сафьянов; Александр Анатольевич Федоров; Валентин Иреклеевич Тазетдинов; Анатолий Андреевич Воронин; Владимир Яковлевич Осадчий; Валерий Александрович Головинов; Владимир Петрович Пашнин; Александр Юрьевич Матюшин; Владимир Сергеевич Баричко; Николай Петрович Климов; Константин Эдуардович Бубнов; Александр Анатольевич Сафьянов; Виктор Николаевич Еремин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод"
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2014-11-20
Also published as: RU2013111214A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: hollow ESR 660 mm OD 310-420 mm ID billets are turned and bored to hollow ingots-billets that feature 640 mm OD and 330-440 mm ID. Said ingots-billets are heated in continuous furnace to 1200-1220°C and rolled at PRU 8-16" with Pilger mills to 465×25-75 mm pipes with rolling-out µ from 2.36 to 4.43. Said hollow ESR ingots are cast to get diameter-to-wall depth ratio D/S=3.6-7.0.

EFFECT: improved characteristics.

4 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства бесшовных горячедеформированных котельных труб из жаропрочной стали марки 10Х9К3В2МФБР-Ш для энергетического оборудования со суперсверхкритическими параметрами пара, и может быть использовано на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами в товарные трубы размером 426×21-70 по ТУ 14-ЗР-55-2001.The invention relates to pipe rolling production, and in particular to a method for the production of seamless hot-deformed boiler tubes from heat-resistant steel grade 10X9K3V2MFBR-Sh for power equipment with super supercritical parameters of steam, and can be used on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills in commodity pipes of 426 × 21 -70 according to TU 14-ЗР-55-2001.

В практике трубопрокатного производства существует способ изготовления котельных труб большого и среднего диаметров из кованых заготовок стали марок 20, 15ГС, 15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 12Х2МФСР, 10Х9МФБ, 12Х11В2МФ. 08Х16Н9М2, 12Х18Н12Т и 10Х13П2БС2Н2Д2 с заданными требованиями по механическим свойствам, включающий отливку слитков, ковку их в поковки (уплотнение структуры) с уковом не менее 2,5, механическую обработку поковок в заготовки (обточку со съемом металла 10-15 мм на сторону), сверление в заготовках центрального отверстия диаметром 100±5 мм для удаления центральной ликвационной пористости и неметаллических включений, нагрев заготовок до температуры пластичности, прошивку заготовок в станах поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатку гильз в трубы диаметром 245-550 мм на пилигримовой установке 8-16″ с допуском по диаметру +1,25/-1,0% и толщине стенки +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 15ХШ1Ф»).In the practice of pipe-rolling production, there is a method of manufacturing boiler pipes of large and medium diameters from forged steel billets of grades 20, 15GS, 15XM, 12X1MF, 15X1M1F, 12X2MFSR, 10X9MFB, 12X11V2MF. 08Х16Н9М2, 12Х18Н12Т and 10Х13П2БС2Н2Д2 with specified requirements for mechanical properties, including casting ingots, forging them into forgings (structure compaction) with a pitch of at least 2.5, machining forgings into billets (turning with metal removal of 10-15 mm per side), drilling in billets of a central hole with a diameter of 100 ± 5 mm to remove central liquation porosity and non-metallic inclusions, heating the billets to a plasticity temperature, piercing the billets in cross-screw rolling mills into sleeves, rolling the sleeves into dia pipes trom 245-550 mm on a pilgrim installation 8-16 ″ with a tolerance in diameter of + 1.25 / -1.0% and wall thickness + 20 / -5% (TU 14-1-2560-78 "Forged pipe blanks for boiler rooms pipes ”, TU 14-3-460-2003 and TU 14-ЗР-55-2001“ Seamless steel pipes for steam boilers and pipelines ”and TU 14-3-420-75“ Pipes for steam boilers and pipelines made of 15GS steel and 15KHSH1F ").

Недостатком указанного способа является высокая энергоемкость процесса, связанная с нагревом и деформацией (ковкой) слитков 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 расходный коэффициент металла при переделе слиток - поковка - заготовка - труба и, как следствие, высокая стоимость труб, а также то, что трубы из стали марки 10Х9К3В2МФБР-Ш до настоящего времени не производились не только в России, но и в мире.The disadvantage of this method is the high energy intensity of the process associated with heating and deformation (forging) of the ingots into forgings, followed by turning and drilling of the central hole, heating the workpieces to a plasticity temperature, piercing and rolling them into pipes on pilgrim mills with a wall tolerance of + 20 / - 5%, increased consumption coefficient of the metal during the redistribution of the ingot - forgings - billets - pipes and, as a result, the high cost of pipes, as well as the fact that pipes made of steel 10Kh9K3V2MFBR-Sh have not been produced to date l not only in Russia but also in the world.

В трубном производстве известен способ изготовления газлифтных труб большого диаметра из слитков стали 09Г2С выплавки ЭШП и ВДП (Патент RU №2119395, Кл. В21В 19/04), где деформацию слитков в прошивном стане ведут вдоль расположения кристаллов, задавая слитки в стан головной частью, и прошивают с посадом по диаметру на величинуIn pipe production, there is a known method for manufacturing large diameter gas lift pipes from 09G2S steel ingots for ESW and VDP smelting (Patent RU No. 2119395, Cl. V21V 19/04), where the ingots are deformed in the piercing mill along the crystals, setting the ingots in the mill with the head part, and stitched with a posad in diameter by the amount

D=2S_г(1-sinα)/S_c,D = 2S _g (1-sinα) / S _c ,

где S_г - толщина стенки гильзы, мм;where S _g - wall thickness of the sleeve, mm;

S_c - толщина стенки сверленого слитка ЭШП, мм;S _c - wall thickness of the drilled ingot ESR, mm;

α - угол наклона фронта кристаллизации к оси слитка, град.α is the angle of inclination of the crystallization front to the axis of the ingot, deg.

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.The disadvantage of this method of manufacturing large diameter pipes from ingots of ESR and VDP steel grade 09G2S is the need to manufacture macro templates to determine the angle of inclination of the crystallization front to the axis of the ingot, and the piercing of the ingots with shrink (head) part forward leads to the formation of defects in the form of internal captures at the front ends of the sleeves .

В трубном производстве известен также 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%.In pipe production, there is also a known method for the production of large diameter boiler pipes from ESR ingots (Patent RU No. 2180874, Cl. B21V 19/04), which reduces energy costs, reduces metal consumption and, as a result, reduces the cost of boiler pipes through the use of large diameter ingots and conducting the firmware process with a posad in diameter equal to 8-16%.

Недостатками данного способа являются то, что из-за малой мощности привода прошивного стана ОАО «ЧТПЗ» слитки ЭШП стали марки 10Х9К3В2МФБР-Ш прошить с посадом по диаметру 8-16% не представляется возможным.The disadvantages of this method are that, due to the low power of the drive of the piercing mill of ChTPZ OJSC, it is not possible to flash ESR steel of the 10Kh9K3V2MFBR-Sh grade with an insert diameter of 8-16%.

Известен также 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 (патент RU №2322314, Кл. В21В 19/04), предусматривающий прошивку слитков ЭШП и НЛЗ в станах поперечно-винтовой прокатки с посадом по диаметру в зависимости от марки стали и суммарной вытяжки при переделе слиток электрошлакового переплава - труба или непрерывно-литая заготовка-труба, при этом значения величин посада по диаметру слитков электрошлакового переплава при прошивке в станах поперечно-винтовой прокатки определяют из выраженияThere is also known a method for the production of seamless hot-deformed pipes of large and medium diameters in tube rolling plants with pilgrim mills for steam boilers, steam pipelines and manifolds of plants with high and supercritical parameters of steam from electroslag remelting ingots and continuously cast billets (patent RU No. 232322314, Cl. V21V 19 / 04), which provides for the piercing of ESHP and NLZ ingots in cross-helical rolling mills with a diameter fit, depending on the grade of steel and the total hood for redistributing the electric ingot remelting lacquer - a pipe or continuously cast billet, tube, wherein the values posad diameter ingots electroslag remelting in piercing mills into helical rolling determined from the expression

Δ_i,_эшп=k_i′эшпµ_iΣ,Δ _i , _eshp = k _i′ashp μ _i Σ,

где Δ_i,_эшп - значения величин посада по диаметру при прошивке в станах поперечно-винтовой прокатки слитков ЭШП i-ой марки стали, %;where Δ _i , _eshp are the values of the sizes according to diameter when piercing in the helical rolling mills of ingots of ESR of i-steel grade,%;

µ_iΣ=µ_прµ_n - суммарный коэффициент вытяжки при прокатке труб i-го размера;µ _i Σ = µ _pr µ µ _n - total drawing coefficient when rolling pipes of the i-th size;

k_i′эшп - коэффициент, учитывающий величину посада по диаметру при прошивке гильз из слитков ЭШП i-той марки стали, %;k _i'eshp - coefficient taking into account the size of the gang in diameter when flashing sleeves from ESR ingots of i-steel grade,%;

µ_пр - коэффициент вытяжки при прошивке гильз под прокатку труб i-го размера;µ _CR - the coefficient of extraction when piercing sleeves for rolling pipes of the i-th size;

µ_n - коэффициент вытяжки при прокатке труб j-го размера на пилигримовом стане, при этом коэффициенты k_i′эшп для разных марок варьируются от 24 до 40.µ _n is the drawing coefficient when rolling j-size pipes on a pilgrim mill, while the coefficients k _i′shp for different grades vary from 24 to 40.

Недостатком данного способа является то, что он очень сложен для производства, так как под каждый размер труб необходимы свои размеры слитков ЭШП, распространяется данный способ на производство бесшовных горячедеформированных труб большого и среднего диаметров на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами из углеродистых марок стали и не предусматривает производство котельных труб из слитков ЭШП стали марки 10Х9ВЗВ2МФБР-Ш.The disadvantage of this method is that it is very difficult to manufacture, because each pipe size requires its own ESR ingots, this method extends to the production of seamless hot-deformed pipes of large and medium diameters in tube rolling plants with pilgrim mills made of carbon steel grades and does not provide production of boiler tubes from EShB ingots of steel grade 10X9VZV2MFBR-Sh.

В трубном производстве известен также способ подготовки заготовок для прокатки товарных и передельных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами (Патент RU №2340417, Кл. В21В 21/00), включающий отливку полых слитков-гильз электрошлаковым переплавом, обточку и расточку их в полые заготовки со съемом металла, величину которого определяют из выраженийIn pipe production, there is also a method for preparing billets for rolling commodity and conversion pipes of large and medium diameters from hard-to-deform grades of steel and alloys in pipe rolling plants with pilgrim mills (Patent RU No. 2340417, Cl. B21B 21/00), including the casting of hollow ingots electroslag remelting, turning and boring them into hollow billets with metal removal, the value of which is determined from the expressions

Δ=K*D/S,Δ = K * D / S,

Δ₁=K₁*D/S,Δ ₁ = K ₁ * D / S,

где Δ - величина снимаемого слоя металла при обточке полых слитков-гильз ЭШП, мм;where Δ is the value of the removed metal layer when turning hollow ingots-shells ESR, mm;

Δ₁ - величина снимаемого слоя металла при расточке полых слитков-гильз ЭШП, мм;Δ ₁ - the value of the removed metal layer when boring hollow ingots-shells ESR, mm;

D - наружный диаметр полых слитков-заготовок, мм;D is the outer diameter of the hollow ingot blanks, mm;

S - толщина стенки полых слитков-гильз, мм;S is the wall thickness of the hollow ingot sleeves, mm;

К=0,3-0,4 - коэффициент для определения величины снимаемого слоя металла при обточке слитков-гильз, большие значения которого относятся к сталям с большим содержанием легирующих элементов;K = 0.3-0.4 is the coefficient for determining the magnitude of the metal layer to be removed when turning ingots-liners, large values of which relate to steels with a high content of alloying elements;

K₁=0,4-0,5 - коэффициент для определения величины снимаемого слоя металла при расточке слитков-гильз, большие значения которого относятся к сталям с большим содержанием легирующих элементов, а донную часть полых слитков-гильз ЭШП удаляют анодно-механической резкой, величину которой определяют из выраженияK ₁ = 0.4-0.5 is the coefficient for determining the size of the metal layer to be removed when bore ingots-shells, large values of which relate to steels with a high content of alloying elements, and the bottom of the hollow ingots-shells of ESR is removed by anode-mechanical cutting the value of which is determined from the expression

L=K₂*D/S,L = K ₂ * D / S,

где К₂=15-20 - коэффициент для определения величины удаляемой донной части слитков-гильз, большие значения которого относятся к сталям с большим содержанием легирующих элементов.where K ₂ = 15-20 is the coefficient for determining the magnitude of the removed bottom of the ingot shells, large values of which relate to steels with a high content of alloying elements.

Недостатком данного способа является то, что он направлен на технологию передела полых слитков ЭШП в полые слитки-заготовки для производства труб из труднодеформируемых марок стали и сплавов и не решает технологические вопросы производства бесшовных труб для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами из стали марки 10Х9К3В2МФБР-Ш размером 426×21-70, 465×25-75 и 530×30-75 мм.The disadvantage of this method is that it is directed to the technology of converting hollow ESR ingots into hollow ingots-blanks for the production of pipes from hard-to-form steel grades and alloys and does not solve the technological issues of the production of seamless pipes for steam boilers, steam pipelines and collectors of installations with high and supercritical parameters from steel grade 10Kh9K3V2MFBR-Sh in sizes 426 × 21-70, 465 × 25-75 and 530 × 30-75 mm.

Наиболее близким техническим решением является способ производства горячекатаных товарных и передельных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами (Патент RU №2311980, Кл. В21В 21/00), включающий отливку полых слитков ЭШП высотой 2000-3200 мм, обточку и расточку до удаления окалины и микротрещин на диаметр 400-620 мм с отношением диаметра к толщине стенки D/S=4,5-7,0, большие значения которого соответствуют слиткам-гильзам меньшего диаметра, нагрев до температуры пластичности и прокатку на пилигримовом стане, прокатку полых слитков-гильз с отношением D/S=5,0-7,0 и высотой 2000-2750 мм в товарные и передельные трубы с толщиной стенки до 30 мм, а слитков-гильз с отношением D/S=4,5-5,5 и высотой 2750-3200 мм в передельные трубы с толщиной стенки более 30 мм.The closest technical solution is a method for the production of hot-rolled commodity and conversion pipes of large and medium diameters from hard-to-deform steel grades and alloys in tube-rolling plants with pilgrim mills (Patent RU No. 2311980, Cl. V21V 21/00), including casting ESR hollow ingots with a height of 2000- 3200 mm, turning and boring to remove scale and microcracks to a diameter of 400-620 mm with a ratio of diameter to wall thickness D / S = 4.5-7.0, large values of which correspond to ingots-shells of a smaller diameter, heating to a plate temperature stitching and rolling in a pilgrim mill, rolling of hollow ingot sleeves with a ratio D / S = 5.0-7.0 and a height of 2000-2750 mm into commodity and conversion pipes with wall thicknesses up to 30 mm, and ingots with sleeves with a ratio D / S = 4.5-5.5 and a height of 2750-3200 mm in conversion pipes with a wall thickness of more than 30 mm.

Недостатком данного способа является то, что он направлен на технологию прокатки товарных и передельных труб из труднодеформируемых марок стали и сплавов из полых слитков ЭШП и не решает технологические вопросы производства бесшовных горячедеформированных труб размером 426×21-70 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами из стали марки 10Х9К3В2МФБР-Ш.The disadvantage of this method is that it is directed to the technology of rolling commodity and conversion pipes from hard-deformed steel grades and alloys from hollow ingots ESR and does not solve the technological issues of the production of seamless hot-deformed pipes with a size of 426 × 21-70 mm for steam boilers, steam pipelines and plant collectors with high and supercritical parameters from steel grade 10X9K3V2MFBR-Sh.

Котельные трубы диаметром 426, 465 и 530 мм с разными толщинами стенок в России можно производить только на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами.Boiler pipes with a diameter of 426, 465 and 530 mm with different wall thicknesses in Russia can be produced only on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills.

Прокатка труб размером 426×21-70 мм на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами из слитков-заготовок ЭШП размером 600×100×1750 мм за одну прошивку из-за повышенных нагрузок на двигатель прошивного стана проблематична.Rolling of pipes with a size of 426 × 21-70 mm on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills from ingots-blanks ESHB size 600 × 100 × 1750 mm for one firmware due to increased loads on the engine piercing mill is problematic.

Задачей предложенного способа (изобретения) является освоение производства бесшовных горячедеформированных труб размером 426×21-70 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами из жаропрочной стали марки 10Х9К3В2МФБР-Ш из полых слитков-заготовок электрошлакового переплава, снижение расходного коэффициента металла, повышение производительности ТПУ 8-16″, увеличение длины труб, а следовательно, снижение стоимости труб данного сортамента за счет исключения из технологического процесса энергоемких операций - нагрев слитков ЭШП в методических печах до температуры пластичности, прошивку их в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки, нагрев гильз-заготовок в методических печах с холодного или горячего посада до температуры пластичности и прошивку - раскатку их в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы.The objective of the proposed method (invention) is the development of the production of seamless hot-deformed pipes with a size of 426 × 21-70 mm for steam boilers, steam pipelines and manifolds of plants with high and supercritical parameters from heat-resistant steel grade 10X9K3V2MFBR-Sh from hollow ingots-billets of electroslag remelting, reducing the consumption coefficient metal, increasing the productivity of TPU 8-16 ″, increasing the length of pipes, and therefore, reducing the cost of pipes of this assortment due to exclusion from the process and energy-intensive operations - heating the ESR ingots in the methodical furnaces to the ductility temperature, flashing them in the cross-helical mill into blanks, heating the blanks in the methodological furnaces from cold or hot planting to the ductility temperature, and flashing them - rolling them in the mill transversely screw rolling into sleeves.

Технический результат достигается тем, что трубы производят из полых слитков электрошлакового переплава наружным диаметром 660 мм, внутренним диаметром от 310 до 420 мм, полые слитки электрошлакового переплава наружным диаметром 660 мм, внутренним диаметром от 310 до 420 мм обтачивают и растачивают в полые слитки-заготовки наружным диаметром 640 мм, внутренним диаметром от 330 до 440 мм, слитки-заготовки нагревают в методической печи до температуры от 1200 до 1220°C и прокатывают на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами в трубы размером 465×25-75 мм с вытяжками µ от 2,36 до 4,43, большие значения которых относятся к трубам с меньшими толщинами стенок, и обжатием по диаметру Δ=26,6%, полые слитки электрошлакового переплава отливают с отношением диаметра к толщине стенки D/S=3,6-7,0, полые слитки электрошлакового переплава обтачивают и растачивают в полые слитки-заготовки с отношением диаметра к толщине стенки D/S=4,0-8,5, большие значения которых относятся к полым слиткам и слиткам-заготовкам для прокатки труб с меньшими толщинами стенок, полые слитки-заготовки наружным диаметром 640 мм, внутренним диаметром от 330 до 440 мм нагревают в методической печи по режиму: одновременный посад 5-7 полых слитков-заготовок на колосники печи в один ряд при температуре в третьей зоне печи 950-1000°C; выдержка полых слитков-заготовок на колосниках без кантовки в течение 0,75-1,00 часа, большее значение времени выдержки относится к слиткам-заготовкам с меньшим отношением D/S; после кантовки двух полых слитков-заготовок с колосников печи на 21 окно производят посад следующих 2-х полых слитков-заготовок на колосники печи с последующим циклическим повторением; нагрев полых слитков-заготовок со скоростью 1,8-2,3°C/мин., меньшее значение которой относится к слиткам-заготовкам с меньшим отношением D/S, в течение 5,0-6,5 часов до температуры 1210-1230°C, большее значение времени нагрева относится к слиткам-заготовкам с меньшим отношением D/S, с равномерной кантовкой слитков-заготовок по подине печи с 22-го по 6-е окно через 15-18 минут на угол от 210 до 230°C выдержка при температуре 1210-1230°C в течение 0,4-0,5 часа, большее значение времени выдержки относится к полым слиткам-заготовкам с меньшим отношением D/S, с равномерной кантовкой с 6-го на 4-е окно через 12-15 минуты на угол 210-230°, большее значение интервала между кантовками относится к полым слиткам-заготовкам с меньшим отношением D/S; кантовка с 4-го окна на яму печи и выдача полых слитков-заготовок из печи с температурой центра слитков-заготовок 1200-1220°C.The technical result is achieved in that the pipes are made from hollow ingots of electroslag remelting with an outer diameter of 660 mm, inner diameter from 310 to 420 mm, hollow ingots of electroslag remelting with an outer diameter of 660 mm, inner diameter from 310 to 420 mm are machined and bored into hollow ingots with an outer diameter of 640 mm, an inner diameter of 330 to 440 mm, the ingot billets are heated in a methodical furnace to a temperature of 1200 to 1220 ° C and rolled at 8-16 ″ TPU with pilgrim mills into 465 × 25-75 mm pipes with hoods µ from 2.36 to 4.43, large values of which relate to pipes with smaller wall thicknesses and compression by diameter Δ = 26.6%, hollow ingots of electroslag remelting are cast with a ratio of diameter to wall thickness D / S = 3.6-7 , 0, hollow ingots of electroslag remelting are machined and bored into hollow ingots with diameter / wall thickness ratio D / S = 4.0-8.5, large values of which refer to hollow ingots and ingots for rolling pipes with smaller thicknesses walls, hollow ingots-blanks with an outer diameter of 640 mm, an inner diameter from 330 to 44 0 mm is heated in the methodical furnace according to the following regime: simultaneous planting of 5-7 hollow ingots-blanks on the furnace grates in one row at a temperature in the third zone of the furnace 950-1000 ° C; exposure of hollow ingots-blanks on grate without a tilting for 0.75-1.00 hours, a longer exposure time refers to ingots-blanks with a lower D / S ratio; after turning over two hollow ingots-blanks from the furnace grates to the 21st windows, the following 2 hollow ingots-blanks are planted on the grates of the furnace with subsequent cyclic repetition; heating hollow ingot blanks at a rate of 1.8-2.3 ° C / min., a lower value of which relates to ingot blanks with a lower D / S ratio, for 5.0-6.5 hours to a temperature of 1210-1230 ° C, a longer heating time applies to ingot blanks with a lower D / S ratio, with uniform pitching of ingot blanks along the bottom of the furnace from the 22nd to the 6th window in 15-18 minutes at an angle of 210 to 230 ° C holding at a temperature of 1210-1230 ° C for 0.4-0.5 hours, a longer holding time refers to hollow ingot blanks with a lower D / S ratio, with uniform edging from the 6th to the 4th window in 12-15 minutes at an angle of 210-230 °, the greater the interval between the grooves refers to hollow ingots-blanks with a lower D / S ratio; tilting from the 4th window to the furnace pit and delivery of hollow ingot billets from the furnace with the temperature of the center of the ingot billets 1200-1220 ° C.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ производства бесшовных горячедеформированных котельных и паропроводных труб размером 465×25-75 мм из жаропрочной стали марки 10Х9К3В2МФБР-Ш для энергетического оборудования с суперсверхкритическими параметрами пара отличается тем, что трубы производят из полых слитков электрошлакового переплава наружным диаметром 660 мм, внутренним диаметром от 310 до 420 мм, полые слитки электрошлакового переплава наружным диаметром 660 мм, внутренним диаметром от 310 до 420 мм обтачивают и растачивают в полые слитки-заготовки наружным диаметром 640 мм, внутренним диаметром от 330 до 440 мм, слитки-заготовки нагревают в методической печи до температуры от 1200 до 1220°C и прокатывают на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами в трубы размером 465×25-75 мм с вытяжками µ от 2,36 до 4,43, большие значения которых относятся к трубам с меньшими толщинами стенок, и обжатием по диаметру Δ=26,6%, полые слитки электрошлакового переплава отливают с отношением диаметра к толщине стенки D/S=3,6-7,0, полые слитки электрошлакового переплава обтачивают и растачивают в полые слитки-заготовки с отношением диаметра к толщине стенки D/S=4,0-8,5, большие значения которых относятся к полым слиткам и слиткам-заготовкам для прокатки труб с меньшими толщинами стенок, полые слитки-заготовки наружным диаметром 640 мм, внутренним диаметром от 330 до 440 мм нагревают в методической печи по режиму: одновременный посад 5-7 полых слитков-заготовок на колосники печи в один ряд при температуре в третьей зоне печи 950-1000°C; выдержка полых слитков-заготовок на колосниках без кантовки в течение 0,75-1,00 часа, большее значение времени выдержки относится к слиткам-заготовкам с меньшим отношением D/S; после кантовки двух полых слитков-заготовок с колосников печи на 21 окно производят посад следующих 2-х полых слитков-заготовок на колосники печи с последующим циклическим повторением; нагрев полых слитков-заготовок со скоростью 1,8-2,3°C/мин, меньшее значение которой относится к слиткам-заготовкам с меньшим отношением D/S, в течение 5,0-6,5 часов до температуры 1210-1230°C, большее значение времени нагрева относится к слиткам-заготовкам с меньшим отношением D/S, с равномерной кантовкой слитков-заготовок по подине печи с 22-го по 6-е окно через 15-18 минут на угол от 210 до 230°; выдержка при температуре 1210-1230°C в течение 0,4-0,5 часа, большее значение времени выдержки относится к полым слиткам-заготовкам с меньшим отношением D/S, с равномерной кантовкой с 6-го на 4-е окно через 12-15 минуты на угол 210-230°, большее значение интервала между кантовками относится к полым слиткам-заготовкам с меньшим отношением D/S; кантовка с 4-го окна на яму печи и выдача полых слитков-заготовок из печи с температурой центра слитков-заготовок 1200-1220°C.Comparative analysis with the prototype shows that the claimed method for the production of seamless hot-deformed boiler and steam pipes of 465 × 25-75 mm in size from heat-resistant steel of grade 10X9K3V2MFBR-Sh for power equipment with super-supercritical steam parameters is different in that the pipes are made from hollow ingots of electroslag remelting with an outer diameter 660 mm, with an inner diameter of 310 to 420 mm, hollow ingots of electroslag remelting with an outer diameter of 660 mm, an inner diameter of 310 to 420 mm and grind they are machined into hollow ingots-billets with an outer diameter of 640 mm, inner diameters from 330 to 440 mm, the ingots-billets are heated in a methodical furnace to a temperature of 1200 to 1220 ° C and rolled on 8-16 ПУ TPU with pilgrim mills into 465 × pipes 25-75 mm with hoods µ from 2.36 to 4.43, large values of which relate to pipes with smaller wall thicknesses and compression by diameter Δ = 26.6%, hollow ingots of electroslag remelting are cast with a ratio of diameter to wall thickness D / S = 3.6-7.0, hollow ingots of electroslag remelting are grinded and bored into hollow billet ingots with a diameter to wall thickness ratio of D / S = 4.0-8.5, large values of which refer to hollow ingots and billet ingots for rolling pipes with smaller wall thicknesses, hollow billet ingots with an outer diameter of 640 mm, an inner with a diameter of 330 to 440 mm are heated in a methodical furnace according to the regime: simultaneous planting of 5-7 hollow ingot blanks on the furnace grates in one row at a temperature in the third zone of the furnace 950-1000 ° C; exposure of hollow ingots-blanks on grate without a tilting for 0.75-1.00 hours, a longer exposure time refers to ingots-blanks with a lower D / S ratio; after turning over two hollow ingots-blanks from the furnace grates to the 21st windows, the following 2 hollow ingots-blanks are planted on the grates of the furnace with subsequent cyclic repetition; heating hollow ingot blanks at a speed of 1.8-2.3 ° C / min, a lower value of which relates to ingot blanks with a lower D / S ratio, for 5.0-6.5 hours to a temperature of 1210-1230 ° C, a larger value of the heating time refers to ingot blanks with a lower D / S ratio, with uniform pitching of ingot blanks along the bottom of the furnace from the 22nd to 6th window in 15-18 minutes at an angle of 210 to 230 °; holding at a temperature of 1210-1230 ° C for 0.4-0.5 hours, a longer holding time refers to hollow ingot blanks with a lower D / S ratio, with uniform tilting from the 6th to the 4th window in 12 -15 minutes at an angle of 210-230 °, a larger value of the interval between tilting refers to hollow ingots-blanks with a lower D / S ratio; tilting from the 4th window to the furnace pit and delivery of hollow ingot billets from the furnace with the temperature of the center of the ingot billets 1200-1220 ° C.

Таким образом, эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии критерию «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 патентоспособности «изобретательский уровень».Thus, these differences allow us to conclude that the criterion of "inventive step" is met. Comparison of the proposed method not only with the prototype, but also with other technical solutions in the art did not allow them to identify signs that distinguish the claimed method from the prototype, which corresponds to patentability "inventive step".

Предложенный способ производства бесшовных горячедеформированных котельных и паропроводных труб размером 465×25-75 мм из жаропрочной стали марки 10Х9К3В2МФБР-Ш для энергетического оборудования с суперсверхкритическими параметрами пара заключается в том, что трубы производят из полых слитков электрошлакового переплава наружным диаметром 660 мм, внутренним диаметром от 310 до 420 мм, полые слитки электрошлакового переплава наружным диаметром 660 мм, внутренним диаметром от 310 до 420 мм обтачивают и растачивают в полые слитки-заготовки наружным диаметром 640 мм, внутренним диаметром от 330 до 440 мм, слитки-заготовки нагревают в методической печи до температуры от 1200 до 1220°C и прокатывают на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами в трубы размером 465×25-75 мм с вытяжками µ от 2,36 до 4,43, большие значения которых относятся к трубам с меньшими толщинами стенок, и обжатием по диаметру Δ=26,6%, полые слитки электрошлакового переплава отливают с отношением диаметра к толщине стенки D/S=3,6-7,0, полые слитки электрошлакового переплава обтачивают и растачивают в полые слитки-заготовки с отношением диаметра к толщине стенки D/S=4,0-8,5, большие значения которых относятся к полым слиткам и слиткам-заготовкам для прокатки труб с меньшими толщинами стенок, полые слитки-заготовки наружным диаметром 640 мм, внутренним диаметром от 330 до 440 мм нагревают в методической печи по режиму: одновременный посад 5-7 полых слитков-заготовок на колосники печи в один ряд при температуре в третьей зоне печи 950-1000°C; выдержка полых слитков-заготовок на колосниках без кантовки в течение 0,75-1,00 часа, большее значение времени выдержки относится к слиткам-заготовкам с меньшим отношением D/S; после кантовки двух полых слитков-заготовок с колосников печи на 21 окно производят посад следующих 2-х полых слитков-заготовок на колосники печи с последующим циклическим повторением; нагрев полых слитков-заготовок со скоростью 1,8-2,3°C/мин, меньшее значение которой относится к слиткам-заготовкам с меньшим отношением D/S, в течение 5,0-6,5 часов до температуры 1210-1230°C, большее значение времени нагрева относится к слиткам-заготовкам с меньшим отношением D/S, с равномерной кантовкой слитков-заготовок по подине печи с 22-го по 6-е окно через 15-18 минут на угол от 210 до 230°; выдержка при температуре 1210-1230°C в течение 0,4-0,5 часа, большее значение времени выдержки относится к полым слиткам-заготовкам с меньшим отношением D/S, с равномерной кантовкой с 6-го на 4-е окно через 12-15 минуты на угол 210-230°, большее значение интервала между кантовками относится к полым слиткам-заготовкам с меньшим отношением D/S; кантовка с 4-го окна на яму печи и выдача полых слитков-заготовок из печи с температурой центра слитков-заготовок 1200-1220°C.The proposed method for the production of seamless hot-deformed boiler and steam pipes of 465 × 25-75 mm in size from heat-resistant steel of grade 10X9K3V2MFBR-Sh for power equipment with supercritical steam parameters consists in the fact that pipes are made from hollow ingots of electroslag remelting with an outer diameter of 660 mm and an inner diameter from 310 to 420 mm, hollow ingots of electroslag remelting with an outer diameter of 660 mm, an inner diameter of 310 to 420 mm are machined and bored into hollow ingots-blanks with an outer diameter 640 mm, inner diameter from 330 to 440 mm, ingot billets are heated in a methodical furnace to a temperature of 1200 to 1220 ° C and rolled on 8-16 TPU with pilgrim mills into 465 × 25-75 mm pipes with hoods µ from 2.36 to 4.43, large values of which relate to pipes with smaller wall thicknesses and compression by diameter Δ = 26.6%, hollow ingots of electroslag remelting are cast with a ratio of diameter to wall thickness D / S = 3.6- 7.0, hollow ingots of electroslag remelting are grinded and bored into hollow ingots-blanks with diameter to thickness ratio walls D / S = 4.0-8.5, large values of which refer to hollow ingots and ingots-blanks for rolling pipes with smaller wall thicknesses, hollow ingots-blanks with an outer diameter of 640 mm, an inner diameter from 330 to 440 mm are heated in methodical furnace according to the regime: simultaneous planting of 5-7 hollow ingots-blanks on the furnace grates in one row at a temperature in the third zone of the furnace 950-1000 ° C; exposure of hollow ingots-blanks on grate without a tilting for 0.75-1.00 hours, a longer exposure time refers to ingots-blanks with a lower D / S ratio; after turning over two hollow ingots-blanks from the furnace grates to the 21st windows, the following 2 hollow ingots-blanks are planted on the grates of the furnace with subsequent cyclic repetition; heating hollow ingot blanks at a speed of 1.8-2.3 ° C / min, a lower value of which relates to ingot blanks with a lower D / S ratio, for 5.0-6.5 hours to a temperature of 1210-1230 ° C, a larger value of the heating time refers to ingot blanks with a lower D / S ratio, with uniform pitching of ingot blanks along the bottom of the furnace from the 22nd to 6th window in 15-18 minutes at an angle of 210 to 230 °; holding at a temperature of 1210-1230 ° C for 0.4-0.5 hours, a longer holding time refers to hollow ingot blanks with a lower D / S ratio, with uniform tilting from the 6th to the 4th window in 12 -15 minutes at an angle of 210-230 °, a larger value of the interval between tilting refers to hollow ingots-blanks with a lower D / S ratio; tilting from the 4th window to the furnace pit and delivery of hollow ingot billets from the furnace with the temperature of the center of the ingot billets 1200-1220 ° C.

Прокатку товарных труб размером 465×30 и из стали марки 10Х9К3В2МФБР-Ш производили на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами из полых слитков-заготовок ЭШП размером 640×вн.420×3200±50 (предлагаемая технология) и из слитков-заготовок размером 600×100×1750±50 мм (существующая технология). Данные по прокатке товарных котельных труб размером 465×30 мм из стали марки 10Х9К3В2МФБР-Ш на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами ОАО «ЧТПЗ» по существующей и предлагаемой технологиям и результатам сдачи труб по ТУ 14-ЗР-55-2001 приведены в таблице 1. Из таблицы 1 видно, что для производства труб размером 465×30 мм по существующей технологии было задано в производство 5 слитков-заготовок ЭШП размером 600×100×1725-1800 мм общей массой 18,992 тн. Слитки-заготовки были нагреты в методической печи до температуры 1200-1210°C, прошиты в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 275 мм с коэффициентом вытяжки µ=1,13 и подъемом по диаметру δ=3,3% в гильзы-заготовки размером 620×вн.290×1950-2030 мм. Нагрузка на привод прошивного стана не превышала 6,5 кА. Гильзы-заготовки с холодного посада были нагреты в методической печи до температуры 1200-1220°C, прошиты - раскатаны на оправке диаметром 425 мм с коэффициентом вытяжки µ=1,35 и подъемом по диаметру δ=3,2% в гильзы размером 640×вн.440×2630-2740 мм. При прошивке-раскатке гильз-заготовок в гильзы нагрузка на провод прошивного стана находилась на верхнем пределе - 7,5 кА. Гильзы были прокатаны на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами на дорнах диаметром 406/407 мм с коэффициентом вытяжки µ=3,9 и обжатием по диаметру Δ=26,6% в товарные трубы размером 465×30 мм. По результатам прокатки в соответствии с ТУ 14-ЗР-55-2001 сдано 39,7 м труб общей массой 13,68 тн. Средняя дина труб составила 7,94 м. Расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 1,388. По предлагаемому способу для прокатки товарных труб данного размера в производство были заданы 5 полых слитков-заготовок ЭШП размером 640×вн.420×3175-3250 мм, отлитых и изготовленных на ОАО «ЗМЗ» в соответствии с п.п. 2 и 3 формулы изобретения. Полые слитки-заготовки были нагреты в методической печи до температуры 1210-1220°C и прокатаны на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами (п. 4 формулы изобретения) в товарные трубы размером 465×30 мм на дорнах 406/407 мм с коэффициентом вытяжки µ=4,08 и обжатием по диаметру Δ=26,6%. По результатам прокатки в соответствии с ТУ 14-ЗР-55-2001 сдано 53,0 м труб общей массой 18,27 тн. Средняя длина товарных труб составили 10,6 м, т.е. возросла на 33,5%. Расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 1,259, т.е. получено снижение расхода металла на 129 кг на каждой тонне труб.Rolling commodity pipes of size 465 × 30 and from steel grade 10X9K3V2MFBR-Sh was performed on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills from hollow ingot-blanks EShBs with dimensions of 640 × vn. 420 × 3200 ± 50 (the proposed technology) and from ingots-blanks of size 600 × 100 × 1750 ± 50 mm (existing technology). The data on rolling commercial boiler pipes of 465 × 30 mm in size made of 10Kh9K3V2MFBR-Sh steel at TPU 8-16 ″ with Pilgrim Mills of ChTPZ OJSC according to the existing and proposed technologies and the results of pipe delivery according to TU 14-ZR-55-2001 are given in table 1. From table 1 it is seen that for the production of pipes with a size of 465 × 30 mm according to the existing technology, 5 ESR ingots-blanks with a size of 600 × 100 × 1725-1800 mm with a total weight of 18,992 tons were set into production. The ingot billets were heated in a methodical furnace to a temperature of 1200-1210 ° C, stitched in a cross-helical mill on a mandrel with a diameter of 275 mm with a drawing coefficient µ = 1.13 and a diameter rise of δ = 3.3% in the billet sleeves measuring 620 × ext. 290 × 1950-2030 mm. The load on the drive of the piercing mill did not exceed 6.5 kA. The billet sleeves from a cold embankment were heated in a methodical furnace to a temperature of 1200-1220 ° C, stitched - rolled out on a mandrel with a diameter of 425 mm with a draw ratio µ = 1.35 and a diameter rise of δ = 3.2% in 640 × sleeves ext. 440 × 2630-2740 mm. With the firmware rolling of the blanks into the sleeves, the load on the wire of the piercing mill was at the upper limit of 7.5 kA. The sleeves were rolled on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills on mandrels with a diameter of 406/407 mm with a drawing coefficient µ = 3.9 and compression in diameter Δ = 26.6% into commodity pipes measuring 465 × 30 mm. According to rolling results, in accordance with TU 14-ЗР-55-2001, 39.7 m of pipes with a total weight of 13.68 tons were delivered. The average length of the pipes was 7.94 m. The expenditure coefficient of the metal in the pipes of this batch was 1.388. According to the proposed method for rolling commodity pipes of this size, 5 hollow ingot blanks ESRs of size 640 × ext. 420 × 3175-3250 mm, cast and manufactured at OJSC “ZMZ” in accordance with paragraphs. 2 and 3 of the claims. Hollow ingots-billets were heated in a methodical furnace to a temperature of 1210-1220 ° C and rolled at 8-16 ″ TPU with pilgrim mills (paragraph 4 of the claims) into commodity pipes measuring 465 × 30 mm on mandrels 406/407 mm with a coefficient extracts µ = 4.08 and compression in diameter Δ = 26.6%. According to rolling results in accordance with TU 14-ЗР-55-2001 53.0 m of pipes with a total weight of 18.27 tons were delivered. The average length of the pipe was 10.6 m, i.e. increased by 33.5%. The expenditure coefficient of the metal in the pipes of this batch was 1.259, i.e. a reduction in metal consumption of 129 kg per ton of pipe was obtained.

Таким образом, использование предложенного способа позволит впервые в России осуществить производство бесшовных горячедеформированных котельных и паропроводных труб размером 465×25-75 мм из полых слитков-заготовок ЭШП жаропрочной стали марки 10Х9К3В2МФБР-Ш для энергетического оборудования с суперсверхкритическими параметрами пара, с механическими свойствами металла, превышающими значения данных показателей, приведенных в ТУ 14-ЗР-55-2001, что позволит значительно снизить энергозатраты за счет исключения нагрева слитков-заготовок ЭШП под прошивку, исключения из технологического процесса прошивки слитков-заготовок в гильзы-заготовки, прошивки-раскатки гильз-заготовок в гильзы, стабилизировать величину подачи полых слитков-заготовок в очаг деформации пилигримового стана за счет их меньшей кривизны, производить качественные товарные трубы на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами ОАО «ЧТПЗ», снизить расход металла при переделе полых слитков-заготовок ЭШП в товарные трубы, повысить производительность ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами, увеличить длину товарных труб, а, следовательно, снизить стоимость котельных труб из стали 10Х9К3В2МФБР-Ш.Thus, the use of the proposed method will allow for the first time in Russia to produce seamless hot-deformed boiler and steam pipes with a size of 465 × 25-75 mm from hollow ingots-blanks ESR heat-resistant steel grade 10X9K3V2MFBR-Sh for power equipment with supercritical steam parameters, with mechanical properties of the metal, exceeding the values of these indicators given in TU 14-ЗР-55-2001, which will significantly reduce energy costs by eliminating the heating of ingots-blanks ESR under pr shivka, exceptions from the technological process of flashing ingot blanks into blanks, flashing-rolling of blank blanks into sleeves, stabilize the feed rate of hollow ingot blanks into the deformation zone of the pilgrim mill due to their lower curvature, produce high-quality commodity pipes on TPU 8- 16 ″ with Pilgrim mills of OJSC “ChTPZ”, reduce metal consumption during the conversion of hollow ingots-blanks of ESR into commodity pipes, increase the productivity of TPU 8-16 ″ with piligrim mills, increase the length of commodity pipes, and, consequently , Reduce the cost of boiler tubes of steel 10H9K3V2MFBR-W.

Claims

1. Method for the production of seamless hot-deformed boiler and steam pipes of 465 × 25-75 mm in size from heat-resistant steel of grade 10X9K3V2MFBR-Sh for power equipment with supercritical steam parameters, characterized in that hollow electroslag ingots with an outer diameter of 660 mm and an inner diameter of 310 up to 420 mm are machined and bored into hollow ingots-blanks with an outer diameter of 640 mm, an inner diameter from 330 to 440 mm, ingots-blanks are heated in a methodical furnace to a temperature of from 1200 to 1220 ° С and roll on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills in pipes of 465 × 25-75 mm in size with hoods µ from 2.36 to 4.43, large values of which apply to pipes with smaller wall thicknesses, and compression in diameter Δ = 26, 6%

2. The method according to p. 1, characterized in that the hollow ingots of electroslag remelting are cast with a ratio of diameter to wall thickness D / S = 3.6-7.0.

3. The method according to p. 1, characterized in that the hollow ingots of electroslag remelting are machined and bored into hollow ingots with a diameter to wall thickness ratio of D / S = 4.0-8.5, large values of which refer to hollow ingots and billet ingots for rolling pipes with smaller wall thicknesses.

4. The method according to p. 1, characterized in that the hollow ingot blanks with an outer diameter of 640 mm, an inner diameter of 330 to 440 mm are heated in a methodical furnace according to the mode:
- simultaneous planting of 5-7 hollow ingot blanks on the furnace grates in one row at a temperature in the third zone of the furnace 950-1000 ° C;
- exposure of hollow ingots-billets on grates without a tilting for 0.75-1.00 hours, a longer exposure time refers to ingots-billets with a lower D / S ratio;
- after tilting two hollow ingot billets from the furnace grates to the 21st window, the following 2 hollow ingot billets are planted on the grate of the furnace with subsequent cyclic repetition;
- heating of hollow ingot blanks at a speed of 1.8-2.3 ° C / min, a lower value of which relates to ingot blanks with a lower D / S ratio, for 5.0-6.5 hours to a temperature of 1210-1230 ° C, a larger value of the heating time refers to ingot blanks with a lower D / S ratio, with uniform pitching of ingot blanks along the bottom of the furnace from the 22nd to the 6th window in 15-18 minutes at an angle of 210 to 230 °;
- exposure at a temperature of 1210-1230 ° C for 0.4-0.5 hours, a longer exposure time refers to hollow ingots-blanks with a lower D / S ratio, with a uniform pitching from the 6th to the 4th window through 12-15 minutes at an angle of 210-230 °, a larger value of the interval between tilting refers to hollow ingots-blanks with a lower D / S ratio;
- tilting from the 4th window to the furnace pit and the issuance of hollow ingot billets from the furnace with a center temperature of ingot billets of 1200-1220 ° C.