RU2545925C2

RU2545925C2 - PRODUCTION OF 426×15-60 mm SEAMLESS HOT-ROLLED PIPES FOR STEAM BOILERS, STEAM PIPELINES AND MANIFOLDS OF PLANTS WITH HIGH AND SUPERHIGH STEAM PARAMETERS OF "10Х9МФБ-Ш"-GRADE STEEL

Info

Publication number: RU2545925C2
Application number: RU2013112312/02A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Сафьянов; Александр Анатольевич Федоров; Валентин Иреклеевич Тазетдинов; Алексей Владимирович Дуб; Владимир Николаевич Скоробогатых; Изабелла Алексеевна Щенкова; Валерий Александрович Головинов; Николай Петрович Климов; Александр Анатольевич Сафьянов; Александр Юрьевич Матюшин; Владимир Сергеевич Баричко; Константин Эдуардович Бубнов; Виктор Николаевич Еремин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод"
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2015-04-10
Also published as: RU2013112312A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to pipe rolling. This process comprises casting of hollow ESR ingots, turning them and boring to 640×ID.440×3200±50 size hollow ingots-billets. The latter are heated to 1190-1200°C and rolled at PRU 8-16" with Pilger mills to rerolled 465×22×14100-14600 and 465×25×12200-12600 mm pipes with rolling-out µ=5.43 and µ=4.81, respectively, diameter reduction of 27.3% and with feed of sleeves to the source of strain m=15-17 mm. Seed ends and pilger heads are cut off rerolled pipes and straightened at six-roll straightener. Rerolled pipes are machined, cut to two equal lengths and rolled at "ХПТ" 450 mill to commercial pipes. Rerolled 465×22×7050-7300 mm pipes are rolled to commercial cold-rolled 426×15×10200-10500, 426×16×9500-9900 and 426×17×9000-9400 mm pipes with rolling-put µ=1.50, µ=1.41 and µ=1.34, respectively. Rerolled 465×25×6100-6300 mm pipes are rolled to commercial 426×18×8350-8600, 426×19×7900-8200 and 426×20×7600-7800 mm pipes.

EFFECT: higher surface quality and precision of geometrical sizes, lower metal input.

2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства бесшовных труб размером 426×15-20 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из полых слитков-заготовок электрошлакового переплава стали марки 10Х9МФБ-Ш размером 640×вн.440×3200±50 мм, и может быть использовано на трубопрокатной установке 8-16″ с пилигримовыми станами при производстве передельных труб размером 465×22 и 465×25 мм для последующей перекатки их на стане ХПТ 450 в товарные трубы размером 426×15-20 мм с повышенными требованиями по геометрическим размерам и качеству поверхности.The invention relates to pipe rolling production, and in particular to a method for the production of seamless pipes with a size of 426 × 15-20 mm for steam boilers, steam pipelines and manifolds of installations with high and supercritical parameters of steam from hollow ingots-blanks of electroslag remelting steel grade 10X9MFB-Sh of size 640 × vn .440 × 3200 ± 50 mm, and can be used on an 8-16 ″ pipe-rolling installation with pilgrim mills in the production of redistributable pipes of 465 × 22 and 465 × 25 mm in size for their subsequent rolling on the KhPT 450 mill into commodity pipes of 426 × 15 - 20 mm with increased requirements for geometric dimensions and surface quality.

В практике трубопрокатного производства существует способ изготовления котельных труб большого и среднего диаметров 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, ковку их в поковки (уплотнение структуры) с уковом ≥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 +25/-5% (ТУ 14-1-2560-78 «Заготовка трубная кованая для котельных труб», ТУ 14-3-460-2003 и ТУ 14-3Р-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»).In the practice of pipe-rolling production, there is a method of manufacturing boiler pipes of large and medium diameters from forged billets of steels of grades 20, 15GS, 15KhM, 12Kh1MF, 15Kh1M1F, 12Kh2MFSR, 10Kh9MFB, 12Kh11 V2MF, 08Kh16N9M2, 12Kh18N12T and 10Kh13G12B2K2 with specific properties that include , forging them into forgings (compaction of the structure) with a yoke of ≥2.5, machining the forgings into billets (turning with metal removal of 10-15 mm per side), drilling in the blanks of a central hole with a diameter of 100 ± 5 mm to remove the central of IVc porosity and nonmetallic inclusions, heating the workpieces to the ductility temperature, piercing the workpieces in cross-screw rolling mills into sleeves, rolling the sleeves into tubes with a diameter of 245-550 mm on a pilgrim installation 8-16 ″ with a diameter tolerance of + 1.25 / -1 , 0 and wall thickness + 25 / -5% (TU 14-1-2560-78 "Forged pipe billets for boiler pipes", TU 14-3-460-2003 and TU 14-3R-55-2001 "Seamless steel pipes for steam boilers and pipelines ”and TU 14-3-420-75“ Pipes for steam boilers and pipelines made of steel 15GS and 15Kh1M1F ”).

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 данная марка стали хотя и включена в ТУ 14-3Р-55-2001, но трубы из нее до настоящего времени не производились.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 - forging - billet - pipe and, as a result, the high cost of pipes, as well as the fact that this steel grade is included in TU 14-3R-55-2001, but the pipes are made of it until now No box was produced.

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 величину D=2S_Г(1-sin α)/S_C, где S_Г - толщина стенки гильзы, мм; S_C - толщина стенки сверленого слитка ЭШП, мм; α - угол наклона фронта кристаллизации к оси слитка, град.In pipe production, there is a known method for manufacturing large diameter gas lift pipes from 09G2S steel ingots for the production of ESR and VDP (Patent RU No. 2119395, class 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 flashing with a fit in diameter by the value of D = 2S _G (1-sin α) / S _C , where S _G is the wall thickness of the sleeve, mm; S _C - wall thickness of the drilled ingot ESR, mm; 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 known a method for the production of large diameter boiler pipes from ESR ingots (Patent RU No. 2180874, class B21B 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 является то, что из-за малой мощности привода прошивного стана ОАО «ЧТПЗ» слитки ЭШП стали марки 10Х9МФБ-Ш прошить с посадом по диаметру 8-16% не представляется возможным.The disadvantages of this method is 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 10Kh9MFB-Sh grade with a 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-заготовок электрошлакового переплава и непрерывно-литых заготовок (Патент RU №2322314, кл. В21В 19/04), предусматривающий прошивку слитков-заготовок ЭШП и НЛЗ в станах поперечно-винтовой прокатки с посадом по диаметру в зависимости от марки стали и суммарной вытяжки при переделе слиток-заготовка электрошлакового переплава - труба или непрерывно-литая заготовка - труба, при этом значения величин посада по диаметру слитков-заготовок электрошлакового переплава при прошивке в станах поперечно-винтовой прокатки определяют из выражения: Δ_i′эшп=k_i′эшпμ_iΣ, где Δ_i′эшп - значения величин посада по диаметру при прошивке в станах поперечно-винтовой прокатки слитков-заготовок ЭШП i-той марки стали, %; μ_iΣ=μ_пр.μ_п. - суммарный коэффициент вытяжки при прокатке труб i-го размера; k_i′эшп - коэффициент, учитывающий величину посада по диаметру при прошивке гильз из слитков ЭШП i-той марки стали, %; μ_пр. - коэффициент вытяжки при прошивке гильз под прокатку труб i-го размера; μ_п. - 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.There is also known a method of producing 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 steam parameters from electroslag remelting ingot ingots and continuously cast billets (Patent RU No. 2322314, cl. B21B 19/04), which provides for the piercing of ESH and NLZ ingot billets in cross-helical rolling mills with a diameter setting depending on the grade of steel and the total hood ingot-case preform electroslag remelting - pipe or continuously cast billet - tube, wherein the values posad diameter ingot billets electroslag remelting in piercing mills into helical rolling determined from the expression: Δ = k _i'eshp _i'eshp μ _i Σ, where Δ _i′eshp are the values of the sizes according to diameter when piercing in the helical rolling mills of ingots-blanks of ESR of i-steel grade,%; μ _i Σ = μ _pr. μ _p. - the total drawing coefficient when rolling pipes of the i-th size; 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 _pr. - the coefficient of drawing when piercing sleeves for rolling pipes of the i-th size; μ _p. is the drawing coefficient when rolling j-sized 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-заготовок 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 10Х9МФБ-Ш.The disadvantage of this method is that it is very difficult to manufacture, since each pipe size requires its own sizes of ESR ingots-blanks, 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 for the production of boiler tubes from EShB ingots of steel grade 10X9MFB-Sh.

В трубном производстве известен также способ производства горячекатаных передельных и товарных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами (Патент RU №2278750, кл. В21В 21/00), включающий обточку слитков ЭШП и кованых заготовок, сверловку центрального отверстия диаметром 100±5 мм, нагрев их до температуры пластичности, прошивку с последующей раскаткой в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы и прокатку гильз на пилигримовом стане в горячекатаные передельные или товарные трубы с относительно толстой стенкой, при этом первую прошивку слитков-заготовок ЭШП и кованых заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки производят донным концом вперед, а вторую прошивку - раскатку усадочным концом вперед, прокатку труб на пилигримовом стане производят из гильз с отношением диаметра к толщине стенки D/S=6,5-8,0 с вытяжкой μ≤4,5.In pipe production, there is also known a method for the production of hot-rolled conversion and commodity 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. 2278750, class B21B 21/00), including turning of ESR ingots and forged billets, drilling a central hole with a diameter of 100 ± 5 mm, heating them to a plasticity temperature, flashing them with subsequent rolling in a cross-helical mill into sleeves and rolling the sleeves on a pilgrim mill in a hot-rolled front steel pipes or goods pipes with a relatively thick wall, the first piercing of ESR ingots and blanks and forged blanks in a cross-helical rolling mill is carried out with the bottom end forward, and the second firmware is rolled with the shrink end forward, the pipes are rolled on the pilgrim mill with the ratio diameter to wall thickness D / S = 6.5-8.0 with a hood μ≤4.5.

Недостатком данного способа является то, что он включает нагрев слитков-заготовок ЭШП и заготовок до температуры пластичности, прошивку их в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки, повторный нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивку - раскатку в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с последующей прокаткой их на пилигримовом стане в товарные или передельные трубы. Двойной нагрев приводит к двойному угару металла, а прошивка слитков-заготовок ЭШП и заготовок в гильзы-заготовки с последующей раскаткой их в гильзы приводит к потере производительности пилигримовой установке в 2 раза, а, следовательно, к повышению стоимости товарных и передельных труб. Распространяется данный способ на производство бесшовных горячедеформированных передельных и товарных труб большого и среднего диаметров на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами из труднодеформируемых марок стали и сплавов и не предусматривает производство котельных труб из сплошных и полых слитков-заготовок ЭШП стали марки 10Х9МФБ-Ш.The disadvantage of this method is that it includes heating ingots-blanks of ESR and billets to a temperature of ductility, flashing them in a cross-helical rolling mill into blanks-blanks, re-heating the shells-blanks from cold or hot posad to ductility temperature, firmware rolling in a mill of cross-helical rolling into sleeves with their subsequent rolling in a pilgrim mill to commodity or conversion pipes. Double heating leads to a double burning of the metal, and the firmware of ingots and blanks of ESR and blanks into sleeves-blanks with their subsequent rolling into sleeves leads to a 2-fold loss in the performance of the pilgrim installation, and, consequently, to an increase in the cost of commodity and conversion pipes. This method extends to the production of seamless hot-deformed conversion and commodity pipes of large and medium diameters in tube-rolling plants with pilgrim mills from hard-deformed grades of steel and alloys and does not provide for the production of boiler tubes from solid and hollow ingots-blanks EShP steel grade 10X9MFB-Sh.

Наиболее близким техническим решением является 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 выражений: Δ=К*D/S, Δ₁=К₁*D/S, где Δ - величина снимаемого слоя металла при обточке полых слитков-гильз ЭШП, мм; Δ₁ - величина снимаемого слоя металла при расточке полых слитков-гильз ЭШП, мм; D - наружный диаметр полых слитков-гильз, мм; S - толщина стенки полых слитков-гильз, мм; 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; К₁=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 выражения: L=K₂*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.The closest technical solution is 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, class B21B 21/00), including casting hollow ingots-sleeves 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 ₁ = K ₁ * D / S, where Δ is the value of the metal layer to be removed when turning hollow ingots - ESR sleeves, mm; Δ ₁ - the value of the removed metal layer when boring hollow ingots-shells ESR, mm; D is the outer diameter of the hollow ingots, sleeves, mm; S is the wall thickness of the hollow ingots, sleeves, mm; 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; K ₁ = 0.4-0.5 is the coefficient for determining the size of the metal layer to be removed during the boring of ingot shells, large values of which relate to steels with a high content of alloying elements, and the bottom of the hollow ingot shells of ESR is removed by anode-mechanical cutting, the value of which is determined from the expression: L = K ₂ * D / S, where K ₂ = 15-20 is the coefficient for determining the magnitude of the removed bottom of the shell-ingots, 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 10Х9МФБ-Ш диаметром 426 мм с толщинами стенок от 15 до 20 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 10X9MFB-Sh with a diameter of 426 mm with wall thicknesses from 15 to 20 mm.

Котельные трубы диаметром 426 мм с разными толщинами стенок в России можно производить только на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами и на стане ХПТ 450.Boiler pipes with a diameter of 426 mm with different wall thicknesses in Russia can only be produced on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills and on the HPT 450 mill.

Прокатка труб размером 426×15-20 мм на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами из стали 10Х9МФБ-Ш из-за низкой температуры под деформацию 1180-1200°С проблематична. Для прокатки труб размером 426×15-20 мм необходимы слитки-заготовки ЭШП размером 600×100×1750±50 мм, из которых на стане поперечно-винтовой прокатки за прошивку и раскатку получаем гильзы размером 620×вн.440×3000-3200 и 620×вн.415×2700-2850 мм или полые гильзы-заготовки размером 600×вн.420×3200±50 и 600×вн.400×3200±50 мм. Время прокатки трубы размером 426×15 мм из гильзы длиной 2850 мм с толщиной стенки 102,5 мм на пилигримовом стане составляет более 4,0 минут. За данный промежуток времени гильза-труба остывает ниже 800°С (при рекомендуемой не ниже 850°С в конце прокатки). Прокатка труб размером 465×15-20 мм и докатка пилигримовых головок из стали марки 10Х9МФБ-Ш при температуре ниже 850°С приводит к повышенным нагрузкам на привод пилигримового стана и затяжкам дорнов, что в свою очередь приводит к поломкам предохранительных болтов и шпинделей пилигримового стана, снижению производительности за счет извлечения дорнов из-за затяжек, замены предохранительных болтов и шпинделей. Для исключения затяжек дорнов необходимо производить прокат труб на дорнах с конусностью 5-6 мм вместо существующей конусности 1,0 мм, а это приведет к продольной разностенности, т.е. к повышенной отбраковке труб по толщине стеки.Rolling of pipes of 426 × 15-20 mm in size on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills made of 10Kh9MFB-Sh steel is problematic due to the low temperature under deformation of 1180-1200 ° С. For rolling pipes with a size of 426 × 15-20 mm, ESR ingots-blanks with a size of 600 × 100 × 1750 ± 50 mm are required, of which on a cross-helical rolling mill for piercing and rolling we get sleeves with a size of 620 × ext. 440 × 3000-3200 and 620 × in. 415 × 2700-2850 mm or hollow blanks with a size of 600 × in. 420 × 3200 ± 50 and 600 × in. 400 × 3200 ± 50 mm. The rolling time of a pipe with a size of 426 × 15 mm from a sleeve with a length of 2850 mm and a wall thickness of 102.5 mm on a pilgrim mill is more than 4.0 minutes. For a given period of time, the sleeve tube cools below 800 ° C (at a recommended minimum of 850 ° C at the end of rolling). Rolling pipes of 465 × 15-20 mm in size and rolling pilgrim heads made of 10Kh9MFB-Sh steel at temperatures below 850 ° C leads to increased loads on the pilgrim mill drive and tightening the mandrels, which in turn leads to breakage of the safety bolts and spindles of the pilgrim mill , reduced productivity due to the removal of mandrels due to puffs, replacement of safety bolts and spindles. To avoid tightening the mandrels, it is necessary to roll pipes on mandrels with a taper of 5-6 mm instead of the existing taper of 1.0 mm, and this will lead to a longitudinal difference, i.e. to increased rejection of pipes by the thickness of the stacks.

Задачей предложенного способа (изобретения) является освоение производства бесшовных труб размером 426×15-20 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара, из полых слитков-заготовок электрошлакового переплава размером 640×вн.440×3200±50, из стали марки 10Х9МФБ-Ш, а именно производство передельных труб размером 465×22 и 465×25 мм на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами для последующего переката их на стане ХПТ 450 в товарные трубы размером 426×15-20 мм с повышенными требованиями по геометрическим размерам и качеству поверхности.The objective of the proposed method (invention) is the development of the production of seamless pipes with a size of 426 × 15-20 mm for steam boilers, steam pipelines and manifolds of installations with high and supercritical steam parameters, from hollow ingots-blanks of electroslag remelting with a size of 640 × ext. 440 × 3200 ± 50 , from 10Kh9MFB-Sh steel, namely the production of redistributable pipes of 465 × 22 and 465 × 25 mm in size on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills for their subsequent rolling on the KhPT 450 mill into commodity pipes of 426 × 15-20 mm in size increased geometrical requirements Measures and surface quality.

Технический результат достигается тем, что в известном способе производства бесшовных труб размером 426×15-20 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из стали марки 10Х9МФБ-Ш, включающем выплавку полых слитков электрошлаковым переплавом, обточку и расточку их в полые слитки-заготовки размером 640×вн.440×3200±50, нагрев слитков-заготовок до температуры 1190-1200°С и прокатку их на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами в передельные трубы размером 465×22×14100-14600 и 465×25×12200-12600 мм с вытяжками μ=5,43 и μ=4,81, соответственно, обжатием по диаметру 27,3% и с подачами гильз в очаг деформации m=15-17 мм, отрезку затравочных концов и пилигримовых головок пилой горячей резки, правку на шестивалковой правильной машине, термическую обработку, при необходимости ремонт, разрезку передельных труб на два крата равной длины и прокатку на стане ХПТ 450 в товарные холоднокатаные трубы, при чем передельные трубы размером 465×22×7050-7300 мм прокатывают в товарные холоднокатаные трубы размером 426×15×10200-10500, 426×16×9500-9900 и 426×17×9000-9400 мм с вытяжками μ=1,50, μ=1,41 и μ=1,34 соответственно, а передельные трубы размером 465×25×6100-6300 мм прокатывают в товарные трубы размером 426×18×8350-8600, 426×19×7900-8200 и 426×20×7600-7800 мм, производят термическую обработку, правку, ультразвуковой контроль и приемку труб с допуском по диаметру ±1,0%, а по стенке +15/-5%, полые слитки-заготовки нагревают в методической печи по технологии: посад слитков-заготовок на колосники печи производят партиями по 6-8 штук в один ряд с интервалом через 1,0-1,25 часа при температуре в третьей зоны печи 1000-1100°С; выдержка слитков-заготовок на колосниках без кантовки в течении 0,75-1,0 часа; нагрев слитков-заготовок со скоростью 2,2-2,3°С в минуту в течение 5,0-5,5 часа до температуры 1170-1200°С с равномерной кантовкой слитков-заготовок по подине печи с 22-го по 6-е окно через 18-21 минуту на угол ≈210-230°; выдержка при температуре 1170-1200°С в течение 0,5-0,75 часа с равномерной кантовкой с 6-го на 4-е окно через 15-20 минут на угол ≈210-230°; кантовка с 4-го окна на яму печи и выдача слитков-заготовок из печи с температурой центра 1170-1200°С.The technical result is achieved by the fact that in the known method for the production of seamless pipes with a size of 426 × 15-20 mm for steam boilers, steam pipelines and manifolds of plants with high and supercritical parameters of steam from steel grade 10X9MFB-Sh, including the smelting of hollow ingots by electroslag remelting, turning and boring them into hollow ingots-billets of size 640 × ext. 440 × 3200 ± 50, heating the ingots-billets to a temperature of 1190-1200 ° С and rolling them on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills into conversion pipes of 465 × 22 × 14100- 14600 and 465 × 25 × 12200-12600 mm with hoods μ = 5.43 and μ = 4.81, respectively, by compression in diameter of 27.3% and with feeds of sleeves into the deformation zone m = 15-17 mm, a segment of seed ends and pilgrim heads with a hot cutting saw, straightening on a six-roll straightening machine, heat treatment, at it is necessary to repair, cut the conversion pipes into two equal lengths and roll it at the KhPT 450 mill into commodity cold-rolled pipes, while the conversion pipes of 465 × 22 × 7050-7300 mm are rolled into commodity cold-rolled pipes of 426 × 15 × 10200-10500, 426 × 16 × 9500-9900 and 426 × 17 × 9000-9400 mm with hoods μ = 1.50, μ = 1.41 and μ = 1.34 respectively indirectly, and conversion pipes measuring 465 × 25 × 6100-6300 mm are rolled into commodity pipes of 426 × 18 × 8350-8600, 426 × 19 × 7900-8200 and 426 × 20 × 7600-7800 mm, heat treatment, dressing, ultrasonic inspection and acceptance of pipes with a tolerance of ± 1.0% in diameter and + 15 / -5% along the wall, hollow ingots-blanks are heated in a methodical furnace using the technology: ingots-blanks are planted on the furnace grates in batches of 6-8 pieces in a row with an interval after 1.0-1.25 hours at a temperature in the third zone of the furnace 1000-1100 ° C; aging ingots-blanks on grates without tilting for 0.75-1.0 hours; heating the ingot blanks at a speed of 2.2-2.3 ° C per minute for 5.0-5.5 hours to a temperature of 1170-1200 ° C with uniform turning of the ingot blanks along the hearth of the furnace from 22nd to 6th e window after 18-21 minutes at an angle of ≈210-230 °; holding at a temperature of 1170-1200 ° C for 0.5-0.75 hours with uniform tilting from the 6th to the 4th window after 15-20 minutes at an angle of ≈210-230 °; tilting from the 4th window to the furnace pit and delivery of ingot blanks from the furnace with a center temperature of 1170-1200 ° C.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ производства бесшовных труб размером 426×15-20 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из стали марки 10Х9МФБ-Ш, отличается тем, что производят выплавку полых слитков электрошлаковым переплавом, обточку и расточку их в полые слитки-заготовки размером 640×вн.440×3200±50, нагрев слитков-заготовок до температуры 1190-1200°С и прокатку их на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами в передельные трубы размером 465×22×14100-14600 и 465×25×12200-12600 мм с вытяжками μ=5,43 и μ=4,81, соответственно, обжатием по диаметру 27,3% и с подачами гильз в очаг деформации m=15-17 мм, отрезку затравочных концов и пилигримовых головок пилой горячей резки, правку на шестивалковой правильной машине, термическую обработку, при необходимости ремонт, разрезку передельных труб на два крата равной длины и прокатку на стане ХПТ 450 в товарные холоднокатаные трубы, при чем передельные трубы размером 465×22×7050-7300 мм прокатывают в товарные холоднокатаные трубы размером 426×15×10200-10500, 426×16×9500-9900 и 426×17×9000-9400 мм с вытяжками μ=1,50, μ=1,41 и μ=1,34 соответственно, а передельные трубы размером 465×25×6100-6300 мм прокатывают в товарные трубы размером 426×18×8350-8600, 426×19×7900-8200 и 426×20×7600-7800 мм, производят термическую обработку, правку, ультразвуковой контроль и приемку труб с допуском по диаметру ±1,0%, а по стенке +15/-5%, полые слитки-заготовки с отношением нагревают в методической печи по технологии: посад слитков-заготовок на колосники печи производят партиями по 6-8 штук в один ряд с интервалом через 1,0-1,25 часа при температуре в третьей зоны печи 1000-1100°С; выдержка слитков-заготовок на колосниках без кантовки в течение 0,75-1,0 часа; нагрев слитков-заготовок со скоростью 2,2-2,3°С в минуту в течение 5,0-5,5 часа до температуры 1170-1200°С с равномерной кантовкой слитков-заготовок по подине печи с 22-го по 6-е окно через 18-21 минуту на угол ≈210-230°; выдержка при температуре 1170-1200°С в течение 0,5-0,75 часа с равномерной кантовкой с 6-го на 4-е окно через 15-20 минут на угол ≈210-230°; кантовка с 4-го окна на яму печи и выдача слитков-заготовок из печи с температурой центра 1170-1200°С. Таким образом, эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».Comparative analysis with the prototype shows that the inventive method for the production of seamless pipes with a size of 426 × 15-20 mm for steam boilers, steam pipelines and manifolds of plants with high and supercritical parameters of steam from 10Kh9MFB-Sh steel is characterized in that the hollow ingots are melted by electroslag remelting , turning and boring them into hollow ingots-blanks of size 640 × ext. 440 × 3200 ± 50, heating ingots-blanks to a temperature of 1190-1200 ° С and rolling them on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills into 465 × size conversion tubes 22 × 14100-14600 and 465 25 × 12200-12600 mm with hoods μ = 5.43 and μ = 4.81, respectively, compression in diameter of 27.3% and with feeds of sleeves into the deformation zone m = 15-17 mm, a segment of seed ends and pilgrim heads with a saw hot cutting, straightening on a six-roll straightening machine, heat treatment, if necessary repairing, cutting the conversion pipes into two equal lengths and rolling on the KhPT 450 mill into commodity cold-rolled pipes, with the conversion pipes measuring 465 × 22 × 7050-7300 mm commodity cold-rolled pipes of 426 × 15 × 10200-10500, 426 × 16 × 9500-9900 and 426 × 17 × 9000-9400 mm sizes with a hood mi μ = 1.50, μ = 1.41 and μ = 1.34, respectively, and the conversion pipes of size 465 × 25 × 6100-6300 mm are rolled into commodity pipes of size 426 × 18 × 8350-8600, 426 × 19 × 7900 -8200 and 426 × 20 × 7600-7800 mm, perform heat treatment, dressing, ultrasonic inspection and acceptance of pipes with a tolerance of ± 1.0% in diameter and + 15 / -5% along the wall, hollow ingots with a ratio of heat in the methodological furnace according to the technology: ingots-blanks are planted on the furnace grates in batches of 6-8 pieces in a row with an interval of 1.0-1.25 hours at a temperature in the third zone of the furnace 1000-1100 ° C; aging ingots-blanks on grates without tilting for 0.75-1.0 hours; heating the ingot blanks at a speed of 2.2-2.3 ° C per minute for 5.0-5.5 hours to a temperature of 1170-1200 ° C with uniform turning of the ingot blanks along the hearth of the furnace from 22nd to 6th e window after 18-21 minutes at an angle of ≈210-230 °; holding at a temperature of 1170-1200 ° C for 0.5-0.75 hours with uniform tilting from the 6th to the 4th window after 15-20 minutes at an angle of ≈210-230 °; tilting from the 4th window to the furnace pit and delivery of ingot blanks from the furnace with a center temperature of 1170-1200 ° C. Thus, these differences allow us to conclude that the criterion of "inventive step" is met.

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».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".

Прокатку передельных труб размером 465×25 мм из стали 10Х9МФБ-Ш по предлагаемой технологии производили на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами из полых слитков-заготовок ЭШП размером 640×вн.440×3200±50 мм. Для сравнения данные размеры труб были прокатаны по классической схеме, т.е. из слитков-заготовок размером 620×100×1750±50 мм. Передельные трубы размером 465×25 мм были перекатаны на стане ХПТ 450 в товарные размером 426×18 мм. Данные по прокатке передельных труб размером 465×25 мм из полых слитков-заготовок размером 640×вн.440×3200±50 мм (предлагаемая технология) и слитков-заготовок размером 620×100×1750±50 мм (существующая технология) стали марки 10Х9МФБ-Ш на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами, прокатке передельных труб размером 465×25 мм в товарные трубы размером 426×18 мм на стане ХПТ 450 ОАО «ЧТПЗ» и результатам сдачи приведены в таблице 1. Из таблицы 1 видно, что для производства передельных труб размером 465×25 мм по предлагаемой технологии было использовано 5 полых слитков-заготовок ЭШП размером 640×вн.440×3200±50 поставки ОАО «ЗМЗ». Полые слитки-заготовки ЭШП размером 640×вн.440×3200±50 мм для прокатки передельных труб были посажены в методическую печь и нагреты в соответствии с п.п. 1 и 2 формулы изобретения до температуры 1190-1200°С. Полые слитки-заготовки, общей массой 21,345 тонн, были прокатаны на пилигримовом стане в передельные трубы размером 465×25×12100-12600 мм с вытяжкой μ=4,81, обжатием по диаметру Δ=27,3% и подачами в очаг деформации 15-16 мм. От труб на пиле горячей резки были отрезаны технологические отходы - пилигримовые головки и затравочные концы. Трубы были выправлены на шестивалковой правильной машине, термообработаны, порезаны на два крата равной длины и отправлены на перекат на стане ХПТ 450 в товарные размером 426×18 мм. В результате переката передельных труб в товарные было получено 10 труб размером 426×18×8300×8700 мм, которые были приняты с допуском по диаметру ±1,0% и по стенке +15/-5,0 общей массой 16,242 тонн. Расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 1,314. Для сравнения данный размер труб был прокатан по классической схеме из сверленых слитков-заготовок ЭШП размером 620×100×1750±50 мм с двойным нагревом, прошивкой, прошивкой - раскаткой в стане поперечно-винтовой прокатки, прокаткой на пилигримовом стане и последующей перекаткой на стане ХПТ 450. Расходный коэффициент металла составил 1,381.The conversion pipes of 465 × 25 mm in size made of 10Kh9MFB-Sh steel using the proposed technology were produced at TPU 8-16 ″ with pilgrim mills from hollow ingot blanks ESR with a size of 640 × in. 440 × 3200 ± 50 mm. For comparison, these pipe sizes were rolled according to the classical scheme, i.e. from ingot blanks measuring 620 × 100 × 1750 ± 50 mm. Converting pipes of 465 × 25 mm in size were rolled at the KhPT 450 mill into commodity pipes of 426 × 18 mm. Data on rolling of conversion tubes 465 × 25 mm in size from hollow ingot-blanks of size 640 × in. 440 × 3200 ± 50 mm (proposed technology) and ingot-blanks in size of 620 × 100 × 1750 ± 50 mm (existing technology) of 10Kh9MFB steel -Sh at TPU 8-16 ″ with pilgrim mills, rolling of conversion pipes of 465 × 25 mm in size into commodity pipes of 426 × 18 mm at the KhPT 450 mill of ChTPZ OJSC and the results of commissioning are shown in Table 1. Table 1 shows that 5 hollow ingots-blanks were used for the production of redistributable pipes with a size of 465 × 25 mm according to the proposed technology ESR with a size of 640 × ext. 440 × 3200 ± 50 of the supply of ZMZ OJSC. ESW hollow ingots-blanks with dimensions of 640 × ext. 440 × 3200 ± 50 mm for rolling conversion tubes were planted in a methodical furnace and heated in accordance with 1 and 2 of the claims to a temperature of 1190-1200 ° C. Hollow ingots, with a total weight of 21.345 tons, were rolled on a pilgrim mill into pig tubes with a size of 465 × 25 × 12100-12600 mm with a hood μ = 4.81, a diameter reduction of Δ = 27.3% and feeds into the deformation zone 15 -16 mm. Technological waste - pilgrim heads and seed ends were cut off from pipes on a hot cutting saw. The pipes were straightened on a six-roll straightening machine, heat-treated, cut into two slots of equal length, and sent to roll at the KhPT 450 mill to 426 × 18 mm freight carts. As a result of rolling the conversion pipes into commercial ones, 10 pipes with a size of 426 × 18 × 8300 × 8700 mm were received, which were accepted with a tolerance of ± 1.0% in diameter and + 15 / -5.0 in the wall with a total weight of 16.242 tons. The expenditure coefficient of the metal in the pipes of this batch was 1.314. For comparison, this pipe size was rolled according to the classical scheme from drilled ESW ingots-blanks measuring 620 × 100 × 1750 ± 50 mm with double heating, firmware, firmware - rolling in a cross-screw rolling mill, rolling in a pilgrim mill and subsequent rolling in the mill HPT 450. The expenditure coefficient of the metal was 1.381.

Таким образом, использование предложенного способа позволит впервые в России осуществить производство бесшовных труб размером 426×15-20 мм из полых слитков ЭШП стали марки 10Х9МФБ-Ш для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара с механическими свойствами металла и геометрическими размерами труб, превышающими значения данных показателей, приведенных в ТУ 14-3Р-55-2001, что позволит значительно снизить энергозатраты за счет исключения нагрева слитков-заготовок ЭШП под прошивку и прошивку - раскатку, 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 передельные трубы на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами ОАО «ЧТПЗ» для последующего передела передельных труб в товарные перекаткой их на стане ХПТ 450, исключить из технологического процесса механическую обработку - обточку и расточку передельных труб в товарные размером 426×15-20 мм, а, следовательно, значительно снизить расход металла при их производстве, снизить расход металла при переделе полых слитков-заготовок ЭШП в товарные трубы, повысить производительность ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами, а следовательно, снизить стоимость котельных труб из стали марки 10Х9МФБ-Ш.Thus, the use of the proposed method will allow for the first time in Russia to produce seamless pipes with a size of 426 × 15-20 mm from hollow ingots of EHP steel of grade 10X9MFB-Sh for steam boilers, steam pipelines and manifolds of plants with high and supercritical steam parameters with mechanical properties of the metal and geometric pipe sizes exceeding the values of these indicators given in TU 14-3R-55-2001, which will significantly reduce energy costs by eliminating the heating of ingots-blanks ESR for firmware and firmware y - rolling, exceptions from the technological process of flashing ingot blanks into blanks, firmware - rolling of blank blanks into sleeves, stabilize the feed rate of hollow ingot blanks to the deformation zone of the pilgrim mill due to their less curvature, produce high-quality conversion pipes on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills of ChTPZ OJSC for the subsequent redistribution of the conversion pipes into commodity pipes by rolling them at the KhPT 450 mill, to exclude from the technological process mechanical processing - turning and boring of conversion plants rubles into commodity size 426 × 15-20 mm, and, therefore, significantly reduce metal consumption during their production, reduce metal consumption during the conversion of hollow ingots-blanks ESR into commodity pipes, increase the productivity of TPU 8-16 ″ with pilgrim mills, and therefore , reduce the cost of boiler pipes made of steel grade 10X9MFB-Sh.

Claims

1. Method for the production of seamless pipes with a size of 426 × 15-20 mm for steam boilers, steam pipelines and manifolds of plants with high and supercritical parameters of steam from 10Kh9MFB-Sh steel, including the smelting of hollow ingots by electroslag remelting, turning and boring them into hollow ingots size 640 × ext. 440 × 3200 ± 50, heating ingots to a temperature of 1190-1200 ° C and rolling them on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills into conversion pipes of 465 × 22 × 14100-14600 and 465 × 25 × 12200-12600 mm with hoods μ = 5.43 and μ = 4.81, respectively, compression in diameter of 27.3% and from the bottom by means of liner sleeves into the deformation zone m = 15-17 mm, cutting off the seed ends and pilgrim heads with a hot cutting saw, straightening with a six-roll straightening machine, heat treatment, repair if necessary, cutting the conversion tubes into two equal lengths and rolling at the KhPT 450 v mill commodity cold-rolled pipes, and conversion pipes of 465 × 22 × 7050-7300 mm in size are rolled into commodity cold-rolled pipes of 426 × 15 × 10200-10500, 426 × 16 × 9500-9900 and 426 × 17 × 9000-9400 mm in sizes with hoods μ = 1.50, μ = 1.41 and μ = 1.34, respectively, and the conversion pipe size 465 × 25 × 6100-6300 mm they are poured into commodity pipes of sizes 426 × 18 × 8350-8600, 426 × 19 × 7900-8200 and 426 × 20 × 7600-7800 mm, heat treatment, dressing, ultrasonic inspection and acceptance of pipes with a diameter tolerance of ± 1.0% are carried out , and along the wall + 15 / -5%.

2. The method according to p. 1, characterized in that the hollow ingots-billets are heated in a methodical furnace using the technology:
- planting ingot blanks on the furnace grates in batches of 6-8 pieces in a row with an interval of 1.0-1.25 hours at a temperature in the third zone of the furnace of 1000-1100 ° C;
- exposure of ingot blanks to grates without tilting for 0.75-1.0 hours;
- heating the ingot blanks at a speed of 2.2-2.3 ° C per minute for 5.0-5.5 hours to a temperature of 1190-1200 ° C with uniform tilting of the ingot blanks along the hearth of the furnace from 22nd to 6th -th window after 18-21 minutes at an angle of 210-230 °;
- exposure at a temperature of 1190-1200 ° C for 0.5-0.75 hours with uniform pitching from the 6th to the 4th window in 15-20 minutes at an angle of 210-230 °;
- tilting from the 4th window onto the pit of the furnace and the delivery of ingots-billets from the furnace with a center temperature of 1190-1200 ° C.