RU2613815C1

RU2613815C1 - METHOD FOR PRODUCING SEAMLESS PIPES WITH DIAMETER OF 426×8-10 mm SIZE FOR NUCLEAR POWER FACILITIES OF STEEL OF "08Х18Н10-Ш" GRADE

Info

Publication number: RU2613815C1
Application number: RU2016110309A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Сафьянов
Original assignee: Комаров Андрей Ильич
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2017-03-21

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: pipes production is carried out of stock pipe billets of 474×13×4700-5000 mm size obtained by mechanical processing: boring and turning of stock hot-rolled pipes of 490×32×9400-10000 mm size, rolled at PRM 8-16" with Pilger mills from hollow ESR ingot-billets of 650×ID.300×2100±50 mm.

EFFECT: reduced metal consumption, reduced roughness of outer and inner surfaces and increased length of pipe.

1 tbl

Description

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства бесшовных холоднокатаных труб размером 426×8-10 мм для объектов атомной энергетики из стали марки 08Х18Н10-Ш, и может быть использовано на ТПУ 8-16'' с пилигримовыми станами при производстве передельных горячекатаных труб размером 490×32×9400-10000 мм из полых слитков-заготовок электрошлакового переплава размером 650×вн.300×2100±50 мм для последующей механической обработки - расточки и обточки их в передельные трубы-заготовки размером 474×13×4700-5000 мм и переката их на стане ХПТ 450 в товарные трубы размером 426×8-10 мм.The invention relates to pipe rolling production, and in particular to a method for the production of seamless cold-rolled pipes of 426 × 8-10 mm in size for nuclear power facilities from steel grade 08X18H10-Sh, and can be used on TPU 8-16 '' with pilgrim mills in the manufacture of hot-rolled pipes with a size of 490 × 32 × 9400-10000 mm from hollow ingots-blanks of electroslag remelting with a size of 650 × ext. 300 × 2100 ± 50 mm for subsequent machining - boring and turning them into conversion pipe-blanks with a size of 474 × 13 × 4700-5000 mm and roll them on the mill Fr 450 trademarks tube size 426 × 8-10 mm.

В трубном производстве известен способ производства товарных и передельных горячедеформированных труб большого и среднего диаметров из коррозионно-стойких труднодеформируемых марок стали и сплавов на ТПУ с пилигримовыми станами, включающий сверление центрального отверстия диаметром 100±5 мм в слитках-заготовках ЭШП и заготовках, нагрев их до температуры пластичности, первую прошивку слитков-заготовок ЭШП или заготовок диаметром 460-600 мм в стане поперечно-винтовой прокатки с вытяжкой μ=1,2-1,4 при скорости вращения рабочих валков 15-25 об/мин, а вторую и последующие при необходимости прошивки-раскатки с подъемом или посадом по диаметру не более 5,0% и вытяжкой μ=1,4-1,75 при скорости вращения валков 20-50 об/мин, с использованием холодного или горячего посада гильз-заготовок в печь, процесс прошивки от захвата слитков-заготовок ЭШП или заготовок до полного нахождения на оправку ведут с уменьшением числа оборотов рабочих валков с 25 до 15, установившийся процесс прошивки при 15-20 об/мин, а на выходе гильзы-заготовки их валков число оборотов увеличивают до 35-40 об/мин, процесс прошивки-раскатки (вторую прошивку) от захвата гильзы-заготовки до полного нахождения на оправку ведут с уменьшением числа оборотов рабочих валков с 50 до 20, установившийся процесс раскатки при 20-25 об/мин, а на выходе гильзы из валков число оборотов увеличивают до 45-50, а прокатку труб на пилигримовом стане ведут с вытяжкой μ=3,0-5,0 (патент РФ №2247612, 10.03.2005, Бюл. №7).In pipe production, there is a known method for the production of commodity and conversion hot-deformed pipes of large and medium diameters from corrosion-resistant hard-deformed steel grades and alloys on TPU with pilgrim mills, including drilling a central hole with a diameter of 100 ± 5 mm in ESR ingots and billets, heating them to ductility temperatures, the first flashing of ESR ingots-blanks or blanks with a diameter of 460-600 mm in a cross-helical rolling mill with a hood μ = 1.2-1.4 at a speed of rotation of the work rolls of 15-25 rpm and the second and subsequent, if necessary, rolling-up firmwares with a rise or landing in diameter of not more than 5.0% and a hood μ = 1.4-1.75 at a roll rotation speed of 20-50 rpm, using cold or hot landing the blanks into the furnace, the process of flashing from grabbing the ingots-blanks of ESR or blanks to the full position on the mandrel is carried out with a decrease in the number of revolutions of the work rolls from 25 to 15, the steady-state process of flashing at 15-20 rpm, and at the output of the blanks their rolls, the speed increases to 35-40 rpm, the firmware-rolling process and (the second firmware) from capturing the billet sleeve to being completely on the mandrel, they lead to a decrease in the number of revolutions of the work rolls from 50 to 20, the steady rolling process at 20-25 rpm, and at the exit of the sleeve from the rolls the speed is increased to 45- 50, and pipe rolling on a pilgrim mill is carried out with an extractor μ = 3.0-5.0 (RF patent No. 2247612, 03/10/2005, Bull. No. 7).

Недостатком данного способа является то, что он направлен на производство товарных механически обработанных труб и не оговаривает припуск под механическую обработку передельных труб для изготовления товарных механически обработанных труб повышенного качества из коррозионно-стойкой стали 08Х18Н10-Ш для объектов атомной энергетики.The disadvantage of this method is that it is aimed at the production of commodity mechanically processed pipes and does not stipulate the allowance for machining of conversion pipes for the manufacture of commodity mechanically processed pipes of high quality from corrosion-resistant steel 08X18H10-Sh for nuclear power facilities.

В трубной промышленности известен способ производства бесшовных горячедеформированных механически обработанных труб размером 245×19, 351×36, 415×50, 426×40, 426×50 и 436×45 мм из слитков-заготовок ЭШП коррозионно-стойкой стали марки 08Х18Н10-Ш для объектов атомной энергетики с расточенной внутренней и обточенной наружной поверхностями с шероховатостью не более R_a 10 мкм по ГОСТ 2789 (ТУ 14-158-131-2002 "Трубы горячедеформированные из коррозионно-стойкой стали повышенного качества").In the pipe industry, there is a known method for the production of seamless hot-deformed machined pipes of 245 × 19, 351 × 36, 415 × 50, 426 × 40, 426 × 50 and 436 × 45 mm sizes from ESR ingots-blanks of 08Kh18N10-Sh corrosion-resistant steel for nuclear power facilities with bored inner and turned outer surfaces with a roughness of not more than R _a 10 microns in accordance with GOST 2789 (TU 14-158-131-2002 "Hot-deformed pipes of high-quality corrosion-resistant steel").

Недостатком данного способа является то, что он направлен на производство товарных механически обработанных труб с относительно толстыми стенками. При производстве труб данных размеров длиной не менее 4000 мм припуск под механическую обработку (расточку и обточку) должен быть не менее 10 мм на сторону. Таким образом, при механической обработке (расточке и обточке) с шероховатостью не более R_a 10 мкм в стружку на каждом погонном метре уходит от 111,5 до 227,1 кг дорогостоящего металла, т.е. от 35,0 до 55,0% (в зависимости от диаметра и толщины стенки).The disadvantage of this method is that it is aimed at the production of commodity machined pipes with relatively thick walls. In the production of pipes of these sizes with a length of at least 4000 mm, the allowance for machining (boring and turning) should be at least 10 mm per side. Thus, during machining (boring and turning) with a roughness of not more than R _a 10 μm, 111.5 to 227.1 kg of expensive metal, i.e. from 35.0 to 55.0% (depending on the diameter and wall thickness).

В трубной промышленности известен способ производства бесшовных горячедеформированных механически обработанных труб диаметром 530-550 мм из коррозионно-стойких труднодеформируемых марок стали и сплавов на ТПУ 8-16'' с пилигримовыми станами, включающий отливку слитков ЭШП размером 610×1725±25 мм, механическую обработку - обточку слитков в слитки-заготовки размером 590±5,0×1725 мм, сверление в заготовках-заготовках центрального отверстия диаметром 100±5,0 мм, расточку слитков-заготовок на размер 590±5,0×вн.220±5,0×1750±25 мм, нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивку в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки размером 620×вн.365×1950-2000 мм на оправке диаметром 350 мм с подъемом по диаметру δ=4,0-6,0%, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивку-раскатку в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 660×505-515×2950-3100 мм на оправке диаметром 490-500 мм с подъемом по диаметру δ=5,5-6,5%, прокатку гильз на ТПУ 8-16'' с пилигримовыми станами в передельные трубы диаметром 530-550 мм с отношением D/S=13,5-15,0 с припуском по толщине стенки под механическую обработку - расточку и обточку, определение значений толщин снимаемых слоев металла при обточке и расточке из выражений Δ=D/S*K, Δ₁=D/S*K₁, где Δ - толщина снимаемого слоя металла при обточке горячекатаных труб по наружной поверхности, мм; Δ₁ - толщина снимаемого слоя металла при расточке горячекатаных труб по внутренней поверхности, мм; D - наружный диаметр горячекатаных труб, мм; S - толщина стенки горячекатаных труб, мм; K=0,5-0,7 - коэффициент для определения толщины снимаемого слоя металла при обточке труб, большие значения которого относятся к трубам с более толстыми стенками; K₁=0,4-0,5 - коэффициент для определения толщины снимаемого слоя металла при расточке труб, большие значения которого относятся к трубам с более толстыми стенками (Патент №2387501, опубл. 27.07.2010, Бюл. №12).In the pipe industry, a method is known for the production of seamless hot-formed mechanically machined pipes with a diameter of 530-550 mm from corrosion-resistant hard-deformed steel grades and alloys on TPU 8-16 '' with pilgrim mills, including casting ESR ingots 610 × 1725 ± 25 mm in size, machining - turning of ingots into ingots-blanks of size 590 ± 5.0 × 1725 mm, drilling in blanks-blanks of a central hole with a diameter of 100 ± 5.0 mm, boring of ingots-blanks to a size of 590 ± 5.0 × ext. 220 ± 5, 0 × 1750 ± 25 mm, heating ingots-blanks to tempera plasticity tours, piercing in a cross-helical rolling mill into billet sleeves measuring 620 × ext. 365 × 1950-2000 mm on a mandrel with a diameter of 350 mm with a diameter rise of δ = 4.0-6.0%, heating of the billets with cold or hot planting to a temperature of ductility, firmware-rolling in a cross-helical rolling mill into sleeves of size 660 × 505-515 × 2950-3100 mm on a mandrel with a diameter of 490-500 mm with a diameter rise of δ = 5.5-6.5 %, rolling of sleeves on TPU 8-16 '' with pilgrim mills into conversion tubes with a diameter of 530-550 mm with a ratio D / S = 13.5-15.0 with an allowance for wall thickness under the fur initial processing - boring and turning, determining the thicknesses of the removed metal layers during turning and boring from the expressions Δ = D / S * K, Δ ₁ = D / S * K ₁ , where Δ is the thickness of the removed metal layer when turning hot rolled pipes along the outer surface, mm; Δ ₁ - the thickness of the removed metal layer when boring hot rolled pipes on the inner surface, mm; D is the outer diameter of the hot rolled pipes, mm; S is the wall thickness of the hot rolled pipes, mm; K = 0.5-0.7 - coefficient for determining the thickness of the removed metal layer when turning pipes, large values of which apply to pipes with thicker walls; K ₁ = 0.4-0.5 - coefficient for determining the thickness of the removed metal layer when boring pipes, large values of which relate to pipes with thicker walls (Patent No. 2387501, publ. July 27, 2010, Bull. No. 12).

Недостатком данного способа является то, что он решает общие вопросы производства передельных бесшовных горячедеформированных труб из коррозионно-стойких труднодеформируемых марок стали и сплавов с отношением D/S=13,5-15,0 для последующей механической обработки - расточки и обточки их в товарные трубы диаметром 530-550 мм с толщиной стенки более 20 мм, длиной не более 4700 мм и не решает технологические вопросы производства предельных механически обработанных труб размером 474×16×4700-5000 мм для последующего переката их на стане ХПТ 450 в товарные холоднокатаные трубы размером 426×11-13 мм из стали марки 08Х18Н10-Ш повышенной точности по диаметру и стенке для объектов атомной энергетики.The disadvantage of this method is that it solves the general issues of the production of seamless hot-deformed pipes from corrosion-resistant hard-deformed steel grades and alloys with a ratio of D / S = 13.5-15.0 for subsequent machining - boring and turning them into commodity pipes with a diameter of 530-550 mm with a wall thickness of more than 20 mm, a length of not more than 4700 mm and does not solve the technological issues of the production of limit machined pipes with a size of 474 × 16 × 4700-5000 mm for their subsequent transfer to the cold store MPT 450 rounding the pipe size 426 × 11-13 mm of steel 08H18N10-W high accuracy by the diameter and the wall of the nuclear power facilities.

В трубной промышленности известен также способ производства труб повышенного качества из коррозионно-стойкой марки 08Х18Н10-Ш для объектов атомной энергетики, включающий отливку слитков электрошлаковым переплавом, обточку слитков в слитки-заготовки, сверление в слитках-заготовках центрального отверстия диаметром 100±5 мм, нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивку слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатку гильз на ТПУ с пилигримовыми станами в передельные горячекатаные трубы, отрезку технологических отходов - пилигримовых головок и затравочных концов - пилой горячей резки, правку труб, термическую обработку - аустенизацию, механическую обработку передельных горячекатаных труб - расточку и обточку, на станках со следящей системой, в передельные трубы-заготовки со съемом металла, величину которого определяют из выражений: ΔS_в.п.=KΔS_в.с., ΔS_н.п.=K₁ΔS_н.с., где ΔS_в.п. - величина снимаемого слоя металла при расточке под технологический перекат, мм; ΔS_в.с. - величина снимаемого слоя металла при расточке на готовый размер, мм; K=0,5-0,6 - коэффициент снижения величины снимаемого слоя металла при расточке, большие значения которого относятся к трубам больших диаметров; ΔS_н.п. - величина снимаемого слоя металла при обточке на готовый размер, мм; K=0,4-0,5 - коэффициент снижения величины снимаемого слоя металла при обточке, большие значения которого относятся к трубам больших диаметров, удаление не выведенных дефектов на передельных трубах-заготовках абразивной зачисткой или шлифовкой, перекатку передельных труб-заготовок на станах ХПТ в товарные трубы с шероховатостью наружной и внутренней плоскостей не более R_a 2,5 мкм (патент РФ №2401169, Кл. B21B 21/00, 10.10.2010, Бюл. №28).In the pipe industry, there is also a known method for producing high-quality pipes from a corrosion-resistant 08Kh18N10-Sh brand for nuclear power facilities, which includes casting ingots by electroslag remelting, turning ingots into ingot billets, drilling in central billet ingots with a diameter of 100 ± 5 mm, heating ingot blanks up to ductility temperature, piercing ingot blanks in a cross-helical rolling mill into sleeves, rolling sleeves at TPU with pilgrim mills into hot rolled tubes, of technological waste - pilgrim heads and seed ends - a hot cutting saw, straightening pipes, heat treatment - austenization, machining of converted hot-rolled pipes - boring and turning, on machines with a tracking system, into conversion blanks with metal removal, the value of which is determined from expressions: ΔS _v.p. _VS = KΔS , ΔS _n.p. = K ₁ ΔS _n.s. where ΔS _v.p. - the value of the removed metal layer when boring under the technological roll, mm; ΔS _V.S. - the size of the removed metal layer when boring to the finished size, mm; K = 0.5-0.6 - coefficient of reduction in the size of the removed metal layer during boring, large values of which relate to pipes of large diameters; ΔS _n.p. - the value of the removed metal layer during turning to the finished size, mm; K = 0.4-0.5 - coefficient of reduction in the size of the metal layer to be removed during turning, large values of which relate to pipes of large diameters, removal of undetected defects on the transfer tubes-billets by abrasive grinding or grinding, rolling of the transfer tubes-billets on the HPT mills into commodity pipes with a roughness of the outer and inner planes of not more than R _a 2.5 μm (RF patent No. 2401169, CL. B21B 21/00, 10/10/2010, Bull. No. 28).

Недостатком данного способа является то, что он направлен на производство горячекатаных передельных труб под каждый размер товарных механически обработанных и холоднокатаных труб, что, в свою очередь, приводит к увеличению технологического инструмента при прокатке передельных горячекатаных труб на ТПУ с пилигримовыми станами (оправок станов поперечно-винтовой прокатки, валков и дорнов пилигримовых станов). Прокатка передельных горячекатаных труб под каждый размер товарных механически обработанных и холоднокатаных труб приводит к дополнительным перевалкам на ТПУ с пилигримовыми станами и снижению ее производительности.The disadvantage of this method is that it is aimed at the production of hot-rolled conversion tubes for each size of commodity machined and cold-rolled pipes, which, in turn, leads to an increase in the technological tool when rolling conversion hot-rolled pipes to TPU with pilgrim mills (mandrels of transversely screw rolling, rolls and mandrels of pilgrim mills). Rolling of hot-rolled chimneys for each size of commodity machined and cold-rolled pipes leads to additional transshipment at TPU with pilgrim mills and a decrease in its productivity.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ производства бесшовных горячедеформированных длинномерных труб диаметром 500 мм и более на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара (патент RU №2322315, кл. B21B 19/04, 27.11.2007), включающий отливку полых слитков электрошлаковым переплавом с отношением диаметра к толщине стенки D/S=K₁, H=K₂D и H₁=K₃D, где D=680 - наружный диаметр полого слитка электрошлакового переплава, мм; S - толщина стенки полого слитка электрошлакового переплава, мм; K₁=4,8-9,2 - коэффициент, большие значения которого принимают для полых слитков с меньшей толщиной стенки; Н=3000-3500 - высота полого слитка электрошлакового переплава для прокатки труб с отношением D/S≤20, мм; K₂=4,4-5,2 - значения коэффициентов для прокатки труб с отношением D/S≤20; Н₁=2000-2100 - высота полого слитка электрошлакового переплава для прокатки труб с отношением D/S≤20, мм; K₃=2,9-3,1 - значения коэффициентов для прокатки труб с отношением D/S≥20, мм, полые слитки электрошлакового переплава для прокатки котельных труб с отношением D/S≥20 отливают с внутренним диаметром D_вн.=D_д±5,0, где D_д - диаметр дорна, мм, слитки электрошлакового переплава для прокатки котельных труб обтачивают и растачивают в полые слитки-заготовки со съемом металла толщиной 8±2,0 мм для удаления сварочного шлака и дефектов литейного происхождения, полые слитки-заготовки электрошлакового переплава нагревают до температуры пластичности и прокатывают на пилигримовом стане в трубы с отношением D/S≥20 с допуском по диаметру ±1,0% и толщине стенки +15,0/-10,0%, полые слитки электрошлакового переплава для прокатки котельных труб с отношением D/S≤20 отливают с внутренним диаметром 300±10 мм, которые обтачивают и растачивают в полые слитки-заготовки со съемом металла толщиной 8±2,0 мм для удаления сварочного шлака и дефектов литейного происхождения, полые слитки-заготовки электрошлакового переплава нагревают до температуры пластичности, прошивают-раскатывают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы на оправке диаметром больше диаметра дорна на 15-20 мм и прокатывают на пилигримовом стане в трубы с отношением D/S≤20 с допуском по диаметру ±1,0% и толщине стенки +15,0/-10,0%.The closest technical solution (prototype) is a method for the production of seamless hot-deformed long pipes with a diameter of 500 mm and more on pipe rolling plants with pilgrim mills for steam boilers, steam pipelines and manifolds of plants with high and supercritical steam parameters (patent RU No. 232322315, class B21B 19 / 04, November 27, 2007), including the casting of hollow ingots by electroslag remelting with the ratio of diameter to wall thickness D / S = K ₁ , H = K ₂ D and H ₁ = K ₃ D, where D = 680 is the outer diameter of the hollow ingot of electroslag remelting mm; S is the wall thickness of the hollow ingot of electroslag remelting, mm; K ₁ = 4.8–9.2 is a coefficient whose large values are taken for hollow ingots with a smaller wall thickness; N = 3000-3500 - the height of the hollow ingot of electroslag remelting for rolling pipes with a ratio of D / S≤20, mm; K ₂ = 4.4-5.2 - the values of the coefficients for rolling pipes with a ratio of D / S≤20; H ₁ = 2000-2100 - the height of the hollow ingot of electroslag remelting for rolling pipes with a ratio of D / S≤20, mm; K ₃ = 2.9-3.1 - the values of the coefficients for rolling pipes with a ratio of D / S≥20, mm, hollow ingots of electroslag remelting for rolling boiler pipes with a ratio of D / S≥20 are cast with an inner diameter of D _ext. = D _d ± 5.0, where D _d is the mandrel diameter, mm, electroslag remelting ingots for rolling boiler pipes are machined and bored into hollow ingots with metal removal of 8 ± 2.0 mm thick to remove welding slag and casting defects , hollow ingots-blanks of electroslag remelting are heated to the temperature of plasticity and rolled on a pilgrim mill into pipes with a ratio D / S≥20 with a tolerance of ± 1.0% in diameter and wall thickness + 15.0 / -10.0%, hollow ingots electroslag remelting for rolling boiler pipes with a ratio D / S≤20 cast with inner diameters of 300 ± 10 mm, which are turned and bored into hollow ingots-blanks with removal of metal with a thickness of 8 ± 2.0 mm to remove welding slag and casting defects, hollow ingots-blanks of electroslag remelting are heated to the plasticity temperature, They are rolled in a cross-helical rolling mill into sleeves on a mandrel with a diameter larger than the mandrel diameter by 15-20 mm and rolled on a pilgrim mill in pipes with a ratio D / S≤20 with a tolerance of ± 1.0% in diameter and a wall thickness of +15.0 / -10.0%.

Одним из основных недостатков донного способа является то, что он направлен на производство котельных труб диаметром до 550 мм и не решает технологические вопросы производства труб размером 426×8-10 мм из стали марки 08X18H10-Ш для объектов атомной энергетики.One of the main disadvantages of the bottom method is that it is aimed at the production of boiler pipes with a diameter of up to 550 mm and does not solve the technological issues of the production of pipes with a size of 426 × 8-10 mm from steel grade 08X18H10-Ш for nuclear power facilities.

Задачей предложенного способа является освоение производства бесшовных холоднокатаных труб размером 426×8-10 мм для объектов атомной энергетики из стали марки 08Х18Н10-Ш из передельных труб-заготовок размером 474×13×4700-5000 мм, полученных механической обработкой - расточкой и обточкой передельных горячекатаных труб размером 490×32×9400-10000 мм, прокатанных на ТПУ 8-16'' с пилигримовыми станами из полых слитков-заготовок ЭШП размером 650×вн.300×2100±50 мм, снижение расходного коэффициента металла при переделе полый слиток-заготовка ЭШП - товарная труба из коррозионно-стойкой стали марки 08Х18Н10-Ш по ТУ 14-3Р-197-2001 для объектов атомной энергетики, использование для производства передельных труб одного размера полых слитков-заготовок и повышение производительности ТПУ 8-16'' при прокатке передельных труб.The objective of the proposed method is the development of the production of seamless cold-rolled pipes with a size of 426 × 8-10 mm for nuclear power facilities made of steel grade 08X18H10-Sh from conversion tubes-billets with a size of 474 × 13 × 4700-5000 mm, obtained by machining - boring and turning of hot rolled pipes with a size of 490 × 32 × 9400-10000 mm, rolled at 8-16 '' TPU with pilgrim mills from hollow ingot-blanks EShBs with a size of 650 × ext. 300 × 2100 ± 50 mm, reduction of the expenditure coefficient of the metal during redistribution of the hollow ingot-billet EShP - a commodity pipe from corr ozone-resistant steel grade 08Kh18N10-Sh according to TU 14-3R-197-2001 for nuclear power facilities, the use of hollow ingots-blanks for the production of conversion pipes of the same size and an increase in the productivity of TPU 8-16 '' when rolling conversion pipes.

Технический результат достигается за счет освоения способа производства бесшовных труб размером 426×8-10 мм для объектов атомной энергетики из стали марки 08Х18Н10-Ш, включающего отливку полых слитков электрошлаковым переплавом размером 670×вн.280×2100±50 мм, расточку и обточку их в полые слитки-заготовки размером 650×вн.300×2100±50 мм, нагрев слитков-заготовок в методической печи до температуры 1250-1260°С, выдачу слитков-заготовок из печи, смазку с двух концов слитков-заготовок смесью графита с поваренной солью 50/50 массой ≈ 1000-1250 г, прошивку-раскатку слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 450 мм с коэффициентом вытяжки μ=1,49 и подъемом по диаметру δ=1,54% в гильзы размером 660×вн.465×3060-3200 мм, прокатку гильз на ТПУ 8-16'' с пилигримовыми станами на конусных дорнах диаметром 428/434 мм в калибре 498 мм, врезанном в валки с диаметром бочки 1150 мм, с углом поперечного выпуска на полирующем участке α_п.вып.=24-26°, в передельные горячекатаные трубы размером 490×32×9400-10000 мм с коэффициентом вытяжки μ=3,74, обжатием по диаметру 24,62%, с подачей гильз в очаг деформации m=20-24 мм, отрезку технологических отходов - затравочных концов и пилигримовых головок - пилой горячей резки, правку в шестивалковой правильной машине с использованием температуры прокатного нагрева за 2-3 прохода до кривизны не более 6,0 мм на общую длину труб, термообработку труб - аустенизацию, порезку труб на две трубы равной длины, механическую обработку - расточку и обточку в передельные трубы-заготовки размером 474×13×4700-5000 мм, прокатку механически обработанных труб-заготовок на стане ХПТ 450 в товарные трубы по маршрутам: 474×13×4700-5000 - 426×8×8100-8600, 474×13×4700-5000 - 426×9×7200-7700 и 474×13×4700-5000 - 426×10×6500-7000 мм с коэффициентами вытяжки μ соответственно 1,79, 1,60 и 1,44, термическую обработку холоднокатаных труб и приемку их на соответствие требованиям ТУ 14-3Р-197-2001.The technical result is achieved through the development of a method for the production of seamless pipes with a size of 426 × 8-10 mm for nuclear power facilities from steel grade 08X18H10-Sh, including the casting of hollow ingots by electroslag remelting with a size of 670 × ext. 280 × 2100 ± 50 mm, boring and turning them into hollow ingots-blanks with a size of 650 × ext. 300 × 2100 ± 50 mm, heating ingots-blanks in a methodical furnace to a temperature of 1250-1260 ° С, delivery of ingot-blanks from the furnace, lubrication from two ends of ingots-blanks with a mixture of graphite and cooked salt 50/50 weighing ≈ 1000-1250 g, firmware-rolling ingot of b-blanks in a cross-helical rolling mill on a mandrel with a diameter of 450 mm with a draw ratio μ = 1.49 and a rise in diameter of δ = 1.54% into sleeves of size 660 × ext. 465 × 3060-3200 mm, rolling of sleeves in TPU 8-16 'with pilger on cone Dornach 428/434 mm in diameter 498 mm caliber, embedded in rolls with a diameter of barrel 1150 mm, with an angle transverse to release polishing portion _{p.vyp α.} = 24-26 °, into hot-rolled steel tubes measuring 490 × 32 × 9400-10000 mm with a drawing coefficient μ = 3.74, compression in diameter of 24.62%, with the supply of sleeves to the deformation zone m = 20-24 mm, technological waste - seed ends and pilgrim heads - a hot cutting saw, straightening in a six-roll straightening machine using rolling heating temperature for 2-3 passes to a curvature of not more than 6.0 mm for the total pipe length, heat treatment of pipes - austenization, pipe cutting into two pipes of equal length, machining - boring and turning into conversion pipes loss-blanks with a size of 474 × 13 × 4700-5000 mm, rolling of machined tubes-blanks at the KhPT 450 mill into commodity pipes along the routes: 474 × 13 × 4700-5000 - 426 × 8 × 8100-8600, 474 × 13 × 4700 -5000 - 426 × 9 × 7200-7700 and 474 × 13 × 4700-5000 - 426 × 10 × 6500-7000 mm with drawing coefficients μ of 1.79, 1.60 and 1.44, respectively, heat treatment of cold-rolled pipes and acceptance their compliance with the requirements of TU 14-3R-197-2001.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ производства бесшовных труб размером 426×8-10 мм для объектов атомной энергетики из стали марки 08Х18Н10-Ш отличается от известного тем, что производят отливку полых слитков электрошлаковым переплавом размером 670×вн.280×2100±50 мм, расточку и обточку их в полые слитки-заготовки размером 650×вн.300×2100±50 мм, нагрев слитков-заготовок в методической печи до температуры 1250-1260°С, выдачу слитков-заготовок из печи, смазку с двух концов слитков-заготовок смесью графита с поваренной солью 50/50 массой ≈ 1000-1250 г, прошивку-раскатку слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 450 мм с коэффициентом вытяжки μ=1,49 и подъемом по диаметру δ=1,54% в гильзы размером 660×вн.465×3060-3200 мм, прокатку гильз на ТПУ 8-16'' с пилигримовыми станами на конусных дорнах диаметром 428/434 мм в калибре 498 мм, врезанном в валки с диаметром бочки 1150 мм, с углом поперечного выпуска на полирующем участке α_п.вып.=24-26°, в передельные горячекатаные трубы размером 490×32×9400-10000 мм с коэффициентом вытяжки μ=3,74, обжатием по диаметру 24,62%, с подачей гильз в очаг деформации m=20-24 мм, отрезку технологических отходов - затравочных концов и пилигримовых головок - пилой горячей резки, правку в шестивалковой правильной машине с использованием температуры прокатного нагрева за 2-3 прохода до кривизны не более 6,0 мм на общую длину труб, термообработку труб - аустенизацию, порезку труб на две трубы равной длины, механическую обработку - расточку и обточку в передельные трубы-заготовки размером 474×13×4700-5000 мм, прокатку механически обработанных труб-заготовок на стане ХПТ 450 в товарные трубы по маршрутам: 474×13×4700-5000 - 426×8×8100-8600, 474×13×4700-5000 - 426×9×7200-7700 и 474×13×4700-5000 - 426×10×6500-7000 мм с коэффициентами вытяжки μ соответственно 1,79, 1,60 и 1,44, термическую обработку холоднокатаных труб и приемку их на соответствие требованиям ТУ 14-3Р-197-2001. Таким образом, эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the claimed method for the production of seamless pipes with a size of 426 × 8-10 mm for nuclear power facilities from steel grade 08X18H10-Sh differs from the known one in that hollow ingots are cast using electroslag remelting with a size of 670 × ext. 280 × 2100 ± 50 mm, boring and turning them into hollow ingots-blanks of size 650 × ext. 300 × 2100 ± 50 mm, heating of ingot-blanks in a methodical furnace to a temperature of 1250-1260 ° С, delivery of ingot-blanks from the furnace, lubrication with of the two ends of the ingot blanks with a mixture of graphite with 50/50 table salt weighing ≈ 1000-1250 g, piercing-rolling of ingot billets in a cross-helical rolling mill on a mandrel with a diameter of 450 mm with a draw ratio μ = 1.49 and a diameter rise of δ = 1.54% in sleeves 660 × in. 465 × 3060-3200 mm in size, 8-16 '' TPU case rolling with pilgrim mills on conical mandrels with a diameter of 428/434 mm in a caliber of 498 mm, cut into rolls with a barrel diameter of 1150 mm, with a transverse outlet angle on the polishing section α _{p. vyp.} = 24-26 °, into hot-rolled steel tubes measuring 490 × 32 × 9400-10000 mm with a drawing coefficient μ = 3.74, compression in diameter of 24.62%, with the supply of sleeves to the deformation zone m = 20-24 mm, technological waste - seed ends and pilgrim heads - a hot cutting saw, straightening in a six-roll straightening machine using rolling heating temperature for 2-3 passes to a curvature of not more than 6.0 mm for the total pipe length, heat treatment of pipes - austenization, pipe cutting into two pipes of equal length, machining - boring and turning into conversion pipes loss-blanks with a size of 474 × 13 × 4700-5000 mm, rolling of machined tubes-blanks at the KhPT 450 mill into commodity pipes along the routes: 474 × 13 × 4700-5000 - 426 × 8 × 8100-8600, 474 × 13 × 4700 -5000 - 426 × 9 × 7200-7700 and 474 × 13 × 4700-5000 - 426 × 10 × 6500-7000 mm with drawing coefficients μ of 1.79, 1.60 and 1.44, respectively, heat treatment of cold-rolled pipes and acceptance their compliance with the requirements of TU 14-3R-197-2001. 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 позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что соответствует критерию патентоспособности «новизна».Comparison of the proposed method not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field made it possible to identify signs that distinguish the claimed solution from the prototype, which meets the patentability criterion of "novelty."

Способ производства бесшовных труб размером 426×8-10 мм для объектов атомной энергетики их стали марки 08Х18Н10-Ш осуществлен на ОАО «Челябинский трубопрокатный завод» на трубопрокатной установке с пилигримовыми станами 8-16'' при прокатке передельных труб размером 490×32×9700 мм из полых слитков-заготовок ЭШП размером 650×вн.300×2100 мм с последующей расточкой и обточкой их в трубы-заготовки размером 474×13×4850 мм и перекаткой их на стане ХПТ 450 в товарные трубы по маршруту: 474×13×4850 - 426×10×6750 мм с вытяжкой μ=1,44 - предлагаемая технология. По существующей технологии слитки-заготовки ЭШП размером 600×100×1750 мм нагревались до температуры пластичности и прошивались в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 275 мм с вытяжкой μ=1,19 и подъемом по диаметру δ=1,67 в гильзы-заготовки размером 610×вн.290×2080 мм, которые с холодного посада нагревались до температуры пластичности и прошивались-раскатывались в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 410 мм с вытяжкой μ=1,39 и подъемом по диаметру δ=1,64% в гильзы размером 620×вн.425×2890 мм. Гильзы прокатывались на ТПУ 8-16'' с пилигримовыми станами в калибре 464 мм в передельные трубы размером 448×32×9000 мм с вытяжкой μ=3,83 и обжатием по диаметру Δ=27,74%. Передельные трубы разрезались на два крата равной длины, растачивались и обтачивались в товарные трубы размером 426×10×4500 мм. Данные по технологическим параметрам и производству товарных труб размером 426×10 мм из полых слитков-заготовок ЭШП размером 650×вн.300×2100 мм стали марки 08Х18Н10-Ш (предлагаемая технология) и из слитков-заготовок ЭШП размером 600×100×1750 мм (существующая технология) приведены в таблице 1.A method for the production of seamless pipes with a size of 426 × 8-10 mm for nuclear facilities of their steel grade 08X18H10-Sh was carried out at Chelyabinsk Pipe Rolling Plant OJSC at a pipe rolling plant with 8-16 '' pilgrim mills during the rolling of conversion pipes of 490 × 32 × 9700 mm from hollow ingots-blanks ESR with a size of 650 × ext. 300 × 2100 mm, followed by boring and turning them into pipe-blanks of 474 × 13 × 4850 mm in size and rolling them at the HPT 450 mill into commodity pipes along the route: 474 × 13 × 4850 - 426 × 10 × 6750 mm with a hood μ = 1.44 - the proposed technology. According to the existing technology, ESR ingots of 600 × 100 × 1750 mm in size were heated to the ductility temperature and stitched in a cross-screw mill on a mandrel with a diameter of 275 mm with a hood μ = 1.19 and a diameter rise of δ = 1.67 in the sleeves billets with a size of 610 × ext. 290 × 2080 mm, which were heated from a cold embankment to a temperature of ductility and stitched-rolled in a cross-helical rolling mill on a mandrel with a diameter of 410 mm with a hood μ = 1.39 and a diameter rise of δ = 1.64 % in sleeves measuring 620 × ext. 425 × 2890 mm. The sleeves were rolled on 8-16 '' TPU with pilgrim mills in caliber 464 mm into conversion tubes 448 × 32 × 9000 mm in size with an exhaust hood of μ = 3.83 and a compression in diameter of Δ = 27.74%. Conveyor pipes were cut into two slots of equal length, bored and turned into commodity pipes measuring 426 × 10 × 4500 mm. Data on technological parameters and production of commodity pipes of 426 × 10 mm in size from ESW hollow ingots-blanks of 650 × in. 300 × 2100 mm steel size 08Х18Н10-Ш steel (proposed technology) and from EShI ingots-blanks of 600 × 100 × 1750 mm in size (existing technology) are given in table 1.

Из таблицы видно, что по существующей технологии в производство были заданы 3 слитка-заготовки ЭШП размером 600×100×1750 мм общей массой 11330 кг. Слитки-заготовки были нагреты в методической печи до температуры 1250-1260°С, прошиты в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 275 мм с вытяжкой μ=1,19 и подъемом по диаметру δ=1,67 в гильзы-заготовки размером 610×вн.290×2080 мм, которые с холодного посада были нагреты до температуры 1250-1260°С и прошиты-раскатаны в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 410 мм с вытяжкой μ=1,39 и подъемом по диаметру δ=1,64% в гильзы размером 620×вн.425×2890 мм. Гильзы прокатаны на ТПУ 8-16'' с пилигримовыми станами в калибре 464 мм на дорнах диаметром 388/392 мм с вытяжкой μ=3,83 и обжатием по диаметру Δ=27,74% в передельные трубы размером 448×32×9000 мм. Передельные трубы были выправлены в шестивалковой правильной машине и термообработаны. Так как на существующем оборудовании ОАО «ЧТПЗ» можно растачивать и обтачивать трубы длиной не более 6000 мм, то передельные трубы были порезаны на две трубы равной длины, расточены и обточены в товарные трубы размером 426×10×4500 мм. Принято в соответствии с ТУ 14-3Р-197-2001 шесть труб размером 426×10×4500 мм общей массой 2769 кг. Расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 4,092. По предлагаемой технологии в производство были заданы 3 полых слитка-заготовки ЭШП размером 650×вн.300×2100 мм общей массой 12908 кг, которые были нагреты в методической печи до температуры 1250-1260°С. После выдачи из печи в слитки-заготовки для смазки с двух концов подавалась смесь графита с поваренной солью 50/50 массой ≈ по 1000-1250 г. Слитки-заготовки прошивали-раскатывали в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 450 мм с вытяжкой μ=1,49 и подъемом по диаметру δ=1,54% в гильзы размером 660×вн.465×3130 мм. Гильзы прокатывались на пилигримовом стане в калибре 498 мм с углом поперечного выпуска на полирующем участке α_п.вып.=25°, врезанным в валки с диаметром бочки 1150 мм, в передельные трубы размером 490×32×9700 мм на конусных дорнах диаметром 428/434 мм с вытяжкой μ₁=3,74, обжатием по диаметру 24,62% и с подачей гильз в очаг деформации m=20-24 мм. Отрезку технологических отходов - затравочных концов и пилигримовых головок - производили пилой горячей резки. Правку передельных труб производили в шестивалковой правильной машине с использованием температуры прокатного нагрева за 2-3 прохода до кривизны не более 6,0 мм на общую длину труб (кривизна труб определялась визуально). После охлаждения кривизна труб составила от 4,0 до 5,5 мм. После термической обработки трубы были порезаны на две трубы равной длины. Механическую обработку - расточку и обточку производили на размер 474×13×4850 мм. Передельные механически обработанные трубы размером 474×13×4850 мм были переданы на перекатку на стане ХПТ 450 в товарные трубы размером 426×10×6800 мм с вытяжкой μ=1,44. Принято в соответствии с ТУ 14-3Р-197-2001 шесть труб размером 426×10×6750 мм (40,5 м) общей массой 4,153 т. Расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 3,108. Таким образом, при производстве труб размером 426×10 мм по предлагаемой технологии (способу) получено снижение расходного коэффициента дорогостоящего металла на каждой тонне труб на 994 кг, увеличение длины в 1,5 раза и снижение шероховатости наружной и внутренней поверхностей труб.The table shows that, according to the existing technology, 3 ESR ingots-blanks with a size of 600 × 100 × 1750 mm with a total weight of 11330 kg were set into production. The ingot billets were heated in a methodical furnace to a temperature of 1250-1260 ° C, stitched in a cross-helical rolling mill on a mandrel with a diameter of 275 mm with a hood μ = 1.19 and a diameter rise of δ = 1.67 into billet sleeves of size 610 × ext. 290 × 2080 mm, which were heated to a temperature of 1250-1260 ° C from a cold embankment and stitched-rolled in a cross-helical rolling mill on a mandrel with a diameter of 410 mm with a hood μ = 1.39 and a diameter rise of δ = 1 , 64% in sleeves measuring 620 × ext. 425 × 2890 mm. The sleeves were rolled on 8-16 '' TPU with pilgrim mills in caliber 464 mm on mandrels with a diameter of 388/392 mm with an extractor μ = 3.83 and compression in diameter Δ = 27.74% into conversion tubes 448 × 32 × 9000 mm . Conversion pipes were straightened in a six-roll straightening machine and heat-treated. Since it is possible to bore and grind pipes with a length of not more than 6000 mm on the existing equipment of ChTPZ OJSC, the conversion pipes were cut into two pipes of equal length, bored and turned into commodity pipes 426 × 10 × 4500 mm in size. In accordance with TU 14-3R-197-2001, six pipes with a size of 426 × 10 × 4500 mm with a total weight of 2769 kg were adopted. The expenditure coefficient of the metal in the pipes of this batch was 4.092. According to the proposed technology, 3 hollow ESR ingots-blanks with a size of 650 × ext. 300 × 2100 mm with a total weight of 12908 kg were set into production, which were heated in a methodic furnace to a temperature of 1250-1260 ° С. After passing from the furnace, a mixture of graphite with 50/50 common salt of 1000-1250 grams of salt was fed from the ends into the lubricant ingots for lubrication. The ingots were pierced and rolled out in a cross-helical rolling mill on a mandrel with a diameter of 450 mm with a hood μ = 1.49 and a rise in diameter of δ = 1.54% into sleeves measuring 660 × ext. 465 × 3130 mm. The sleeves were rolled on a pilgrim mill in a caliber 498 mm with an angle of transverse release in the polishing section α _a.s. = 25 °, cut into rolls with a barrel diameter of 1150 mm, into conversion tubes of 490 × 32 × 9700 mm in size on conical mandrels with a diameter of 428/434 mm with an extractor μ ₁ = 3.74, a compression in diameter of 24.62% and with a feed sleeves in the deformation zone m = 20-24 mm. Cutting off technological waste — seed ends and pilgrim heads — was done with a hot cutting saw. Dressing pipes were straightened in a six-roll straightening machine using rolling heating temperature for 2-3 passes until the curvature was not more than 6.0 mm for the total length of the pipes (the pipe curvature was determined visually). After cooling, the pipe curvature ranged from 4.0 to 5.5 mm. After heat treatment, the pipes were cut into two pipes of equal length. Mechanical processing - boring and turning were performed at a size of 474 × 13 × 4850 mm. Converted machined pipes with a size of 474 × 13 × 4850 mm were transferred for rolling at the KhPT 450 mill to commodity pipes with a size of 426 × 10 × 6800 mm with an exhaust hood μ = 1.44. In accordance with TU 14-3R-197-2001, six pipes with a size of 426 × 10 × 6750 mm (40.5 m) with a total weight of 4.153 tons were adopted. The expenditure coefficient of the metal in the pipes of this batch was 3.108. Thus, in the production of pipes with a size of 426 × 10 mm according to the proposed technology (method), a reduction in the cost coefficient of expensive metal per ton of pipes by 994 kg, a 1.5-fold increase in length and a decrease in the roughness of the outer and inner surfaces of the pipes are obtained.

Использование предлагаемого способа производства бесшовных труб размером 426×8-10 мм для объектов атомной энергетики из стали марки 08Х18Н10-Ш позволит снизить расход дорогостоящего металла, снизить шероховатость наружной и внутренней поверхностей, повысить производительность ТПУ 8-16'', увеличить длину труб, а следовательно, снизить их стоимость.Using the proposed method for the production of seamless pipes with a size of 426 × 8-10 mm for nuclear power facilities made of 08Kh18N10-Sh steel will reduce the consumption of expensive metal, reduce the roughness of the outer and inner surfaces, increase the productivity of TPU 8-16 '', increase the length of the pipes, and therefore, reduce their cost.

Claims

A method for the production of seamless pipes of 426 × 8-10 mm in size for nuclear power facilities from 08Kh18N10-Sh steel, including the casting of hollow ingots by electroslag remelting with a size of 670 × ext. 280 × 2100 ± 50 mm, boring and turning them into hollow ingots of size 650 × ext. 300 × 2100 ± 50 mm, heating the ingot blanks in a methodical furnace to a temperature of 1250-1260 ° C, delivery of ingot blanks from the furnace, lubrication from both ends of the ingot blanks with a mixture of graphite with sodium chloride in a ratio of 50/50 weighing 1000-1250 g, firmware rolling of ingot blanks in the cross-screw mill new rolling on a mandrel with a diameter of 450 mm with a drawing coefficient μ = 1.49 and a rise in diameter of δ = 1.54% into sleeves of size 660 × ext. 465 × 3060-3200 mm, rolling of sleeves on TPU 8-16 "with pilgrim mills on tapered Dornach 428/434 mm in diameter 498 mm caliber, embedded in rolls with a diameter of barrel 1150 mm, with an angle transverse to release polishing portion _p.vyp α = 24-26 °, in steel making, hot-rolled tube size 490 × 32 × 9400- 10,000 mm with a drawing coefficient μ = 3.74, compression in diameter of 24.62%, with the supply of sleeves to the deformation zone m = 20-24 mm, a piece of process waste - seed end in and pilgrim heads - with a hot cutting saw, straightening in a six-roll straightening machine using rolling heating temperature for 2-3 passes to a curvature of not more than 6.0 mm for the total pipe length, austenization, pipe cutting into two pipes of equal length, machining - boring and turning into conversion blanks 474 × 13 × 4700-5000 mm in size, rolling of machined blanks at the KhPT 450 mill into commodity pipes along the routes: 474 × 13 × 4700-5000 - 426 × 8 × 8100-8600, 474 × 13 × 4700-5000 - 426 × 9 × 7200-7700 and 474 × 13 × 4700 - 5000-426 × 10 × 6500-7000 mm with drawing coefficients μ respectively 1.79, 1.60 and 1.44, respectively, and heat treatment of cold rolled pipes.