RU2615927C1

RU2615927C1 - METHOD OF COLD DRAWN TRADE PIPES MANUFACTURE OF 159x7x10000-11000 mm SIZE FROM TITANIUM ALLOYS PT-1M AND PT-7M

Info

Publication number: RU2615927C1
Application number: RU2016110299A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Сафьянов
Original assignee: Комаров Андрей Ильич
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2017-04-11

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: method includes casting of ingots in vacuum-arc furnaces, forging the ingots into forgings, turning of forgings into billets, central opening drilling in the billets, Al₂O₃schoop process, heating, piercing in the mill of helical rolling on a mandrel in the cupped blanks, rolling of sleeves in pilger mill into tube stocks, tube stock straightening using rolling heating temperature on a six-high leveler in two - three passes to curvature less than 6 mm on the length of the tube, cutting into two tubes of equal length, boring and turning of hot-rolled tube stocks to stock tubes, rolling them on CRT mills, cutting the pipes into two pipes of equal length and rolling them into trade pipes.

EFFECT: possibility of obtaining new types of pipes is provided by the regulation of billets processing modes at all stages of production.

1 tbl

Description

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства холоднокатаных товарных труб размером 159×7×10000-11000 мм из титановых сплавов ПТ-1М и ПТ-7М.The invention relates to pipe rolling production, and in particular to a method for the production of cold-rolled commodity pipes measuring 159 × 7 × 10000-11000 mm from titanium alloys PT-1M and PT-7M.

В практике трубного производства известен способ прокатки передельных труб размером 492×48, 485×36 и 398×46 мм под механическую обработку на размер 474×29,5, 467×16 и 377×24 мм из слитков и заготовок титанового сплава ВТ14 размером 650×100×1750 и 585×100×1740 мм, включающий отливку слитков в вакуумно-дуговых печах ОАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА» с последующей ковкой их в заготовки или использование в качестве заготовок слитков, сверление в слитках и заготовках сквозного центрального отверстия диаметром 100±5 мм, нагрев слитков и заготовок в муфелях в методических печах до температуры 1155-1180°С, прошивку их в гильзы в стане поперечно-винтовой прокатки и прокатку в передельные трубы на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами с припуском под механическую обработку по стенке от 18,5 до 22,0 ммIn the practice of pipe production, there is a method for rolling pig tubes of 492 × 48, 485 × 36 and 398 × 46 mm in size for machining to a size of 474 × 29.5, 467 × 16 and 377 × 24 mm from ingots and blanks of titanium alloy VT14 with a size of 650 × 100 × 1750 and 585 × 100 × 1740 mm, including casting ingots in vacuum arc furnaces of VSMPO-AVISMA Corporation, followed by forging them into billets or using them as billets, drilling in ingots and billets of a through central hole with a diameter of 100 ± 5 mm, heating ingots and billets in muffles in a methodical furnace up to a temperature of 1155–1180 ° C, piercing them into sleeves in a cross-helical rolling mill and rolling them into pig tubes at TPU 8-16 "with pilgrim mills with machining allowance on the wall from 18.5 to 22.0 mm

Недостатком указанного способа является то, что в процессе нагрева, прошивки в стане поперечно-винтовой прокатки и прокатки на пилигримовых станах происходит газонасыщение поверхностных слоев слитков-заготовок, гильз и передельных труб. На поверхностях горячих слитков-заготовок, гильз и труб образуется газонасыщенный - хрупкий слой, который при прошивке в двухвалковом стане поперечно-винтовой прокатки и прокатке на пилигримовых станах приводит к образованию поверхностных дефектов в виде рванин, которые на передельных трубах-заготовках приходится удалять способом механической обработки по наружной поверхности на глубину 9,0-10,5 мм, а по внутренней на глубину 9,5-11,5 мм, т.к. временное сопротивление разрыву σ_в превышает 800 МПа, а относительное удлинение δ₅ не более 10%, то трубы данного размера из данного слава на станах ХПТ не производят. В некоторых случаях дефекты превышают эти значения, что приводит к окончательному браку передельных труб-заготовок или, при наличии попутчиков, к переточке их на более тонкие стенки. Другим недостатком данного способа является то, что при прокатке передельных труб на пилигримовых станах принят один припуск по толщине стенки под механическую обработку, а также отсутствует закономерность снимаемых слоев сплава по наружной и внутренней поверхностям в зависимости от геометрических размеров товарных труб, которая должна при переработке передельных труб в товарные механической обработкой увеличиваться с увеличением длины, кривизны товарных труб и отношения диаметра к толщине стенки товарных труб D_m/S_m.The disadvantage of this method is that during heating, flashing in a cross-helical rolling mill and rolling on a pilgrim mill, gas saturation of the surface layers of ingot blanks, sleeves and conversion tubes occurs. On the surfaces of hot ingots-blanks, sleeves and pipes, a gas-saturated - brittle layer is formed, which, when pierced in a twin roll cross-helical mill and rolled on pilgrim mills, leads to the formation of surface defects in the form of flaws, which must be removed mechanically on the conversion tubes-blanks processing on the outer surface to a depth of 9.0-10.5 mm, and on the inside to a depth of 9.5-11.5 mm, because since the tensile strength σ _in exceeds 800 MPa, and the relative elongation δ _{5 is} not more than 10%, then pipes of a given size do not produce pipes of this size from HPT mills. In some cases, the defects exceed these values, which leads to the final rejection of the conversion pipe blanks or, in the presence of fellow travelers, to regrind them to thinner walls. Another disadvantage of this method is that when rolling pig tubes on pilgrim mills, one allowance is adopted for the wall thickness for machining, and there is no regularity of the removed layers of the alloy on the outer and inner surfaces depending on the geometric dimensions of the commodity pipes, which should be processed during the conversion pipes for commodity machining increase with increasing length, curvature of commodity pipes and the ratio of diameter to wall thickness of commodity pipes D _m / S _m .

Промышленные прокатки передельных кратных горячекатаных труб большого и среднего диаметров из сплавов на основе титана на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами показали, что припуск по толщине стенки, при переделе передельных труб в товарные механической обработкой в доверительном интервале выхода годных труб, должен находиться в пределах от 16 до 20 мм, большие значения которых относятся к товарным трубам большей длины с большим отношением D_m/S_m.Industrial rolling of hot-rolled multi-sectional hot-rolled pipes of large and medium diameters from titanium-based alloys in tube-rolling plants with pilgrim mills showed that the allowance for wall thickness when redistributing conversion pipes into commodity ones by mechanical processing in the confidence interval of yield of pipes should be in the range of 16 up to 20 mm, large values of which apply to commodity pipes of greater length with a large ratio of D _m / S _m .

Основным видом дефектов на передельных трубах из титановых сплавов являются рванины на наружной и внутренней поверхностях и раковины на внутренней поверхности. Из-за наличия данных дефектов необходимо увеличивать толщину стенки передельных горячекатаных труб и проводить дополнительные операции по обточке и расточке. Кроме того, наружная и внутренняя поверхности гильз-труб охлаждаются водой и технологическим инструментом (дорном и рабочими валками), что приводит к интенсивному охлаждению, именно дефектных мест, и образованию малопластичных участков. Деформация гильз с такими участками в пилигримовом стане приводит к увеличению глубины дефектов и к их закатке на внутренней поверхности передельных труб в виде раковин, которые вскрываются при механической обработке. Количество и глубина дефектов на внутренней поверхности горячекатаных передельных труб больше, чем на наружной, поэтому необходимо обоснованное соотношение между припусками под механическую обработку наружных и внутренних слоев.The main type of defects on titanium alloy conversion pipes are flaws on the outer and inner surfaces and sinks on the inner surface. Due to the presence of these defects, it is necessary to increase the wall thickness of the hot rolled tubes and carry out additional turning and boring operations. In addition, the outer and inner surfaces of the sleeve tubes are cooled by water and a technological tool (mandrel and work rolls), which leads to intensive cooling, namely of defective places, and the formation of low-plastic sections. The deformation of the liners with such areas in the pilgrim mill leads to an increase in the depth of defects and to their rolling on the inner surface of the transfer tubes in the form of shells that are opened during machining. The number and depth of defects on the inner surface of the hot-rolled conversion tubes is greater than on the outer, so a reasonable relationship between the allowances for machining the outer and inner layers is necessary.

В трубной промышленности известен способ нагрева слитков и заготовок из сплавов на основе титана под прошивку в станах поперечно-винтовой прокатки, включающий сверление в слитках и заготовках центрального отверстия диаметром 100±5 мм, зарядку слитков и заготовок в муфеля, посад их на чистую подину методических нагревательных печей в один ряд с интервалом 10-15 мин, нагрев слитков и заготовок до температуры пластичности 1155-1180°С со скоростью 3,0-4,0°С в минуту с кантовкой через 14-18 мин на угол α=(180±30)°, кантовку слитков и заготовок на яму печи с 3-го окна первой зоны, интервал выдержки слитков и заготовок на яме печи 5,0-8,0 мин, при остановках станов до 30 мин и отсутствии места в печи кантовку слитков и заготовок вперед-назад через 15-20 мин на угол α=(180±30)°, при остановках станов по техническим причинам более 30 мин выдачу заготовок из печи через 15-20 мин с последующей кантовкой всех слитков и заготовок на угол α=(180±30)° (патент РФ №2312153, кл. C21D 1/34, D21D 21/00, C22F 1/00, бюл. №3410, декабрь 2007 г.).In the pipe industry, a method is known for heating ingots and billets from titanium-based alloys for piercing in cross-helical rolling mills, including drilling in ingots and billets of a central hole with a diameter of 100 ± 5 mm, charging ingots and billets into a muffle, planting them on a clean methodical bottom heating furnaces in a row with an interval of 10-15 minutes, heating ingots and billets to a plasticity temperature of 1155-1180 ° C at a speed of 3.0-4.0 ° C per minute with a tilting in 14-18 minutes at an angle α = (180 ± 30) °, tilting ingots and billets into the furnace pit from the 3rd windows of the first zone, the exposure interval of ingots and billets in the pit of the furnace is 5.0-8.0 min, with mill stops up to 30 minutes and there is no space in the furnace, the edge of the ingots and billets back and forth after 15-20 minutes at an angle α = (180 ± 30) °, when the mills are stopped for technical reasons more than 30 minutes, the delivery of billets from the furnace in 15-20 minutes, followed by tilting of all ingots and billets at an angle α = (180 ± 30) ° (RF patent No. 2312153, class C21D 1 / 34, D21D 21/00, C22F 1/00, bull. No. 3410, December 2007).

Недостатком данного способа нагрева слитков и заготовок из сплавов на основе титана под прошивку в станах поперечно-винтовой прокатки является то, что он направлен на нагрев слитков и заготовок титанового сплава ВТ14 размером 650×100×1750 и 585×100×1740 мм и не решает всех технологических параметров нагрева заготовок размером 500±5×90±5×1750±25 мм из титановых сплавов ПТ-1М и ПТ-7М.The disadvantage of this method of heating ingots and billets from titanium-based alloys for piercing in helical rolling mills is that it is aimed at heating ingots and billets of VT14 titanium alloy with sizes of 650 × 100 × 1750 and 585 × 100 × 1740 mm and does not solve of all technological parameters for heating workpieces with a size of 500 ± 5 × 90 ± 5 × 1750 ± 25 mm from titanium alloys PT-1M and PT-7M.

В трубном производстве известен способ прокатки передельных труб большого и среднего диаметров из слитков и заготовок сплавов на основе титана на трубопрокатных установках с пилигримовыми, включающий прокатку передельных труб на пилигримовом стане при установившемся процессе с подачей гильзы в очаг деформации m=30-40 мм и вытяжкой μ=2,5-4,0, увеличение подачи при затравке гильз в пилигримовый стан от 10 до 20 мм, плавное увеличение при установившемся процессе прокатки величины подачи гильз-труб с 20 до 40 мм, а при температуре гильз-труб менее 850°С плавное снижение до 25 мм, а обкатку пилигримовых головок с подачей не более 20 мм, увеличение при установившемся процесс прокати подачи на пилигримовом стане, величина которой определяется из выражения m=m_уст+(t_нач-t_кpит)K, а при достижении температуры гильз-труб 850°С плавное снижение, величина которой определяется из выражения m_i=m+(t_кpит.-t_кон)K_i,In pipe production, there is a known method for rolling pigs of large and medium diameters from ingots and billets of titanium-based alloys on pipe-rolling plants with pilgrims, including rolling pigs on a pilgrim mill during a steady-state process with a sleeve supplied to the deformation zone m = 30-40 mm and a hood μ = 2.5-4.0, an increase in the feed when the liners are inoculated into the pilgrim mill from 10 to 20 mm, a smooth increase in the steady-state rolling process of the feed of the liners from 20 to 40 mm, and when the temperature of the liners is less than 850 ° FROM gradual decline to 25 mm and the run-in heads pilger feed no more than 20 mm, the increase in steady-swept feed process pilger mill, whose magnitude is determined by the expression m = m _mouth + (t -t _nach _kpit) K, and when the temperature reached sleeves of pipes 850 ° C a smooth decrease, the value of which is determined from the expression m _i = m + (t _crit. -t _con ) K _i ,

где m_уст.=20 - величина подачи при установившемся процесс прокатки, после затравки и полного пути отката подающего аппарата, мм; t_нач=1155-1180 - температура гильзы в начале прокатки,°С; t_крит=850 - критическая температура гильзы-трубы, при которой плавное снижение величины подачи гильз-труб,°С; t_кон - температура конца прокатки гильз-труб,°С; K=0,06 - коэффициент, учитывающий увеличение подачи в начале установившегося процесса прокатки, при снижении температуры гильзы-трубы на 1°С; K_i=0,09 - коэффициент, учитывающий снижение подачи в процессе прокатки, при снижении температуры гильзы-трубы на 1°С ниже критической, мм/°С, после затравки гильз и до конца прокатки снижение температуры путем уменьшения подачи воды на валки пилигримового стана в 2-3 раза, прокатку труб на двух дорнах разогретых до 600-650°С путем прокатки 2-3 настроечных углеродистых гильз, после прокатки труб извлечение дорнов и охлаждение их на воздухе при перекатывании по наклонной решетке в течение 30-45 сек к ванне со смазкой, погружение дорноподъемным механизмом дорнов в ванну со смазкой и извлечение через 5-10 сек, поворачивание в дорноподъемном механизме на 180±20° и повторное погружение в ванну со смазкой на 5-10 сек, охлаждение на воздухе, а затем передачу в замок подающего аппарата и произведение прокатки следующей трубы, отрезку пилигримовых головок и передачу передельных труб с температурой прокатного нагрева на правильную машину для правки (патент РФ №2315672, кл. В21В 21/00, бюл. №3).where m _mouth = 20 - the value of the feed at the steady rolling process, after seeding and the full path of rollback of the feeding apparatus, mm; t _beg = 1155-1180 - temperature of the liner at the beginning of rolling, ° C; t _crit = 850 is the critical temperature of the sleeve-tube, at which a gradual decrease in the value of the supply of sleeve-tubes, ° C; t _con - the temperature of the end of the rolling of sleeve tubes, ° C; K = 0.06 - coefficient taking into account the increase in feed at the beginning of the steady rolling process, while reducing the temperature of the sleeve tube by 1 ° C; K _i = 0.09 - coefficient taking into account the decrease in supply during the rolling process, when the temperature of the sleeve-tube is reduced by 1 ° C below the critical temperature, mm / ° C, after the liners are seeded and until the end of the rolling, the temperature decreases by reducing the water supply to the pilgrim rolls the mill 2-3 times, rolling pipes on two mandrels heated to 600-650 ° C by rolling 2-3 tuning carbon sleeves, after rolling the pipes, removing the mandrels and cooling them in air when rolling over an inclined grate for 30-45 sec grease bath, immersion hoist ohms of the mandrels into the greased bath and removal after 5-10 seconds, turning in the hoisting mechanism by 180 ± 20 ° and re-immersion in the greased bath for 5-10 seconds, cooling in air, and then transferring the feeding apparatus to the lock and rolling the next pipe, the segment of the pilgrim heads and the transfer of conversion tubes with the temperature of the rolling heat to the correct machine for dressing (RF patent No. 2315672, CL 21/21, bull. No. 3).

Недостатком данного способа является то, что он направлен на прокатку передельных труб размером 492×48 мм кратной длины с отношением D/S=10,25 из титанового сплава ВТ14 и не решает всех технологических вопросов при прокатке более тонкостенных с отношением D/S≥12,0 длинномерных передельных труб из титановых сплавов ПТ-1М и ПТ-7М.The disadvantage of this method is that it is aimed at rolling pig tubes with a size of 492 × 48 mm of multiple lengths with a ratio D / S = 10.25 of VT14 titanium alloy and does not solve all technological issues when rolling thinner-walled with a ratio D / S≥12 , 0 long lengthy conversion tubes made of titanium alloys PT-1M and PT-7M.

В трубном производстве известен также способ производства передельных труб большого и среднего диаметров на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами из слитков и заготовок сплавов на основе титана, включающий отливку слитков в вакуумно-дуговых печах с последующей ковкой их в заготовки, сверление центрального отверстия диаметром 100±5,0 мм, нагрев слитков и заготовок в муфелях до температуры пластичности, прошивку их в гильзы в стане поперечно-винтовой прокатки, прокатку передельных труб на пилигримовом стане, для последующей переработки в товарные механической обработкой или перекаткой на станах ХПТ по однопроходному маршруту с припуском по стенке ΔS_м, а передельных труб под холодный передел по многопроходным маршрутам с припуском по стенке ΔS_x, где ΔS_м=16-20 - припуск по толщине стенки при переделе передельных труб в товарные механической обработкой или перекаткой на станах ХПТ по однопроходному маршруту, большие значения которого принимают для товарных труб с большим отношением D_m/S_m, мм; ΔS_x=8-12 - припуск по толщине стенки при переделе передельных труб в товарные перекаткой на станах ХПТ по многопроходным маршрутам, большие значения которого принимают для товарных труб с большим отношением D_m/S_m, мм; D_m - номинальный наружный диаметр товарных труб, мм; S_m - номинальная толщина стенки товарных труб, мм, соотношение между припусками под механическую обработку наружных и внутренних слоев принимают равным ΔS_мн/ΔS_мв=ΔS_хн/ΔS_хв=0,7-0,95, где меньшие значения ΔS_н/ΔS_в принимают для товарных труб с большим отношением D_m/S_m; ΔS_мн - припуск по толщине стенки с наружной поверхности при переделе передельных труб в товарные механической обработкой или перекаткой на станах ХПТ по однопроходному маршруту, мм; ΔS_мв - припуска по толщине стенки с внутренней поверхности при переделе передельных труб в товарные механической обработкой или перекаткой на станах ХПТ по однопроходному маршруту, мм, ΔS_хн - припуск по толщине стенки с наружной поверхности при переделе передельных труб в товарные перекаткой на станах ХПТ по многопроходным маршрутам, мм; ΔS_хв - припуск по толщине стенки с внутренней поверхности при переделе передельных труб в товарные перекаткой на станах ХПТ по многопроходным маршрутам, мм (патент РФ №2311240, кл. В21В 21/00, бюл. №33, 2007 г.).In pipe production, there is also a method for the production of conversion pipes of large and medium diameters in tube-rolling plants with pilgrim mills from ingots and titanium-based alloy billets, including casting ingots in vacuum arc furnaces followed by forging them into billets, drilling a central hole with a diameter of 100 ± 5 , 0 mm, heating ingots and billets in muffles to plasticity temperature, piercing them into sleeves in a cross-helical rolling mill, rolling pig tubes on a pilgrim mill, for subsequent transfer processing into commodity ones by machining or rolling on HPT mills on a single-pass route with an allowance on the wall ΔS _m , and redistribution pipes for cold redistribution along multi-pass routes with an allowance on the wall ΔS _x , where ΔS _m = 16-20 is an allowance for wall thickness during redistribution redistributed pipes into commodity ones by mechanical processing or rolling on the KhPT mills along a single-pass route, large values of which are taken for commodity pipes with a large ratio of D _m / S _m , mm; ΔS _x = 8-12 is the allowance for wall thickness during the redistribution of conversion pipes into commodity rolling at the KhPT mills along multi-pass routes, large values of which are taken for commodity pipes with a large ratio of D _m / S _m , mm; D _m - nominal outer diameter of the commodity pipes, mm; S _m - nominal pipe wall thickness commodity mm, the ratio between the machining allowances for the outer and inner layers is determined to be _plural ΔS / ΔS = ΔS _xh _mV / ΔS _xs = 0,7-0,95 where lower values ΔS _n / ΔS _in accept for commodity pipes with a large ratio of D _m / S _m ; ΔS _mn - allowance for wall thickness from the outer surface when redistributing the conversion pipes into commodity ones by machining or rolling on HPT mills along a single-pass route, mm; ΔS _mv - allowance for wall thickness from the inner surface when redistributing pipes into commodity ones by machining or rolling on HPT mills along a one-pass route, mm, ΔS _хн - allowance for wall thickness from the outer surface when redistributing pipes into commodity pipes by rolling on the HPT mills multi-pass routes, mm; ΔS _xb is the allowance for wall thickness from the inner surface when redistributing the conversion pipes into commodity rolling by HPT mills along multi-pass routes, mm (RF patent No. 2311240, class B21B 21/00, bull. No. 33, 2007).

Недостатком данного способа является то, что он распространяется на механическую обработку передельных труб в товарные кратной длины, т.е. относительно малых длин и не решает технологические вопросы производства труб размером 338×28×10300-11000 мм из сплавов ТП-1М и ПТ-7М.The disadvantage of this method is that it extends to the machining of conversion pipes into commodity tubes of multiple lengths, i.e. relatively short lengths and does not solve technological issues of the production of pipes with a size of 338 × 28 × 10300-11000 mm from alloys TP-1M and PT-7M.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ производства передельных труб размером 426×34×10500±250 мм на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами из заготовок титанового сплава Gr 29, включающий отливку слитков в вакуумно-дуговых печах, ковку и обточку слитков в заготовки размером 585×1900±25 мм, сверление центрального отверстия диаметром 90±5,0 мм, шоопирование Al₂O₃, нагрев в методических печах до температуры 1150-1180°С со скоростью 2,8-3,2°С в мин с кантовкой через 18-20 мин на угол α=(180±10)°, выдержку при температуре пластичности на 4-3 окнах первой зоны печи в течение 25-30 мин, кантовку заготовок с 3-го окна на яму печи, прошивку в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 585×вн.390×3300-3390 мм, прокатку гильз на пилигримовом стане в передельные трубы размером 426×34×10500±250 мм, отрезку от труб пилой горячей резки технологических отходов и правку передельных труб с температурой прокатного нагрева на шестивалковой правильной машине в два-три прохода до кривизны не более 6 мм на длину трубы, задачу смазки перед прошивкой в центральное сверление заготовок с двух сторон в виде смеси графита с поваренной солью массой по 300-400 грамм, прокатку гильз на пилигримовом стане при установившемся процессе с подачей гильз в очаг деформации m_y=25-30 мм, вытяжкой μ=3,56-3,58 и посадом по диаметру Δ=27,2%, дискретное увеличение подачи гильз в очаг деформации и угла кантовки при затравке, определение значений подачи гильз в очаг деформации пилигримового стана в начале прокатки-затравки, мм; m_y=25-30 мм - величина подачи гильз в очаг деформации при установившемся процессе прокатки, мм; n - количество подач от начала затравки до установившегося процесса прокатки, шт., определение значений угла кантовки при затравке из выражения:

, где α_y=90±10 - угол кантовки гильз-труб при установившемся процессе прокатки, град.The closest technical solution (prototype) is a method for the production of conversion pipes of 426 × 34 × 10500 ± 250 mm in size on TPU 8-16 "with pilgrim mills from Gr 29 titanium alloy blanks, including casting ingots in vacuum arc furnaces, forging and turning of ingots into workpieces with a size of 585 × 1900 ± 25 mm, drilling a central hole with a diameter of 90 ± 5.0 mm, stamping Al ₂ O ₃ , heating in methodological furnaces to a temperature of 1150-1180 ° C at a speed of 2.8-3.2 ° C min with a tilting in 18-20 min at an angle α = (180 ± 10) °, exposure at ductility temperature at 4-3 windows per of the furnace zone for 25-30 minutes, turning the blanks from the 3rd window onto the furnace pit, piercing in the cross-helical rolling mill into sleeves measuring 585 × ext. 390 × 3300-3390 mm, rolling the sleeves on a pilgrim mill into conversion pipes 426 × 34 × 10500 ± 250 mm in size, a piece of pipe from the saw with a hot-cutting saw for technological waste, and straightening of the conversion pipes with rolling rolling temperature on a six-roll straightening machine in two or three passes to a curvature of not more than 6 mm per pipe length, the lubrication task before flashing in central drilling of workpieces on both sides in the form of a mixture of gras ita with common salt weighing 300-400 grams, rolling the sleeves at the steady pilger process feed cartridges into the rolling gap m _y = 25-30 mm, hood μ = 3,56-3,58 and planted in diameter Δ = 27 , 2%, a discrete increase in the supply of sleeves to the deformation zone and the tilting angle during seeding, determination of the values of the supply of sleeves to the deformation zone of the pilgrim mill at the beginning of the rolling-seed, mm; m _y = 25-30 mm - the value of the supply of sleeves in the deformation zone during the steady rolling process, mm; n is the number of feeds from the beginning of the seed to the steady rolling process, pcs., the definition of the values of the angle of the tilting when the seed from the expression:

, where α _y = 90 ± 10 is the pitch angle of the sleeve tubes during the steady rolling process, deg.

Одним из основных недостатков прототипа является то, что он направлен на разработку технологического процесса производства передельных труб размером 426×34×10500±250 мм на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами из заготовок титанового сплава Gr 29 и не решает технологические вопросы производства передельных труб размером 338×28×10300-11200 мм на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами из титановых сплавов ТП-1М и ПТ-7М, механической обработки - расточки и обточки их в передельные трубы-заготовки размером 315×15×5150-5600 мм и передела (переката) их на станах ХПТ в товарные трубы размером 159×7 мм.One of the main disadvantages of the prototype is that it is aimed at developing a technological process for the production of pig tubes of 426 × 34 × 10 500 ± 250 mm in size on TPU 8-16 "with pilgrim mills from Gr 29 titanium alloy blanks and does not solve the technological issues of the manufacture of pig tubes 338 × 28 × 10300-11200 mm in size on TPU 8-16 "with piligrim mills made of titanium alloys TP-1M and PT-7M, machined by boring and turning them into billet pipes of 315 × 15 × 5150-5600 mm in size and their redistribution (rolling) at the HPT mills into commodity labor would be 159 × 7 mm in size.

Задачей предложенного способа является освоение производства холоднокатаных товарных труб размером 159×7 мм из титановых сплавов ПТ-1М и ПТ-7М из заготовки размером 500±5×90±5×1750±25 мм с использованием технологии прошивки в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатки гильз на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами в передельные горячекатаные трубы, механической обработки в передельные механически обработанные трубы-заготовки и технологии прокатки их на станах ХПТ в товарные трубы размером 159×7 мм, а, следовательно, освоение производства новых видов труб из титановых сплавов ПТ-1М и ПТ-7М.The objective of the proposed method is the development of the production of cold-rolled commodity pipes with a size of 159 × 7 mm from titanium alloys PT-1M and PT-7M from a workpiece with a size of 500 ± 5 × 90 ± 5 × 1750 ± 25 mm using the flashing technology in a cross-helical rolling mill sleeves, rolling sleeves at TPU 8-16 "with pilgrim mills into hot-rolled pipe conversion, machining into converted machined billet pipes and their rolling technology at HPT mills into commodity pipes of 159 × 7 mm in size, and, therefore, the development of new types of pipes made of titanium alloys PT-1M and PT-7M.

Технический результат достигается предложенным способом производства холоднокатаных труб размером 159×7×10000-11000 мм из титановых сплавов ПТ-1М и ПТ-7М, включающим отливку слитков в вакуумно-дуговых печах, ковку слитков в поковки, обточку поковок в заготовки размером 500±5×1750±25 мм, сверление в заготовках центрального отверстия диаметром 90±5 мм, шоопирование Al₂O₃, нагрев в методических печах в муфелях до температуры 1140-1160°С, прошивку заготовок размером 500±5×90±5×1750±25 мм в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 300 мм с вытяжкой μ от 1,39 до 1,46 в гильзы размером 515×вн.315×2400-2590 мм, прокатку гильз на пилигримовом стане в передельные трубы размером 338×28×10300-11200 мм в калибре 351 мм с вытяжкой μ=4,78 и подачей в очаг деформации m=18-20 мм, отрезку пилой горячей резки технологических отходов, правку передельных труб с использованием температуры прокатного нагрева на шестивалковой правильной машине в два-три прохода до кривизны не более 6 мм на длину трубы, резку передельных труб на две трубы равной длины 338×28×5150-5600 мм, расточку и обточку горячекатаных передельных труб в трубы-заготовки размером 325×15×5150-5600 мм, прокатку труб-заготовок размером 325×15×5150-5600 мм на станах ХПТ по маршрутам 325×15×5150-5600 --- 273×12×7300-7950 --- 219×9×11700-12800 мм с относительными обжатиями по стенке δ_2m=20,0%, δ_3m=25,0% и коэффициентами вытяжки μ_2m=1,49 и μ_3m=1,66, резку труб на две трубы равной длины 219×9×5850-6400 мм, прокатку их в товарные трубы по маршруту 219×9×5850-6400 --- 159×7×10000-11000 мм с относительным обжатием по стенке δ_4m=22,2% и коэффициентом вытяжки μ_4m=1,78.The technical result is achieved by the proposed method for the production of cold-rolled pipes of size 159 × 7 × 10000-11000 mm from titanium alloys PT-1M and PT-7M, including casting ingots in vacuum arc furnaces, forging ingots into forgings, turning of forgings into billets of 500 ± 5 × 1750 ± 25 mm, drilling in billets of a central hole with a diameter of 90 ± 5 mm, shoping of Al ₂ O ₃ , heating in methodological furnaces in muffles to a temperature of 1140–1160 ° С, piercing of billets with a size of 500 ± 5 × 90 ± 5 × 1750 ± 25 mm in a cross-rolling mill on a mandrel with a diameter of 300 mm with a hood μ from 1.39 to 1.46 in sleeves measuring 515 × ext. 315 × 2400-2590 mm, rolling the sleeves on a pilgrim mill into redacting pipes of 338 × 28 × 10300-11200 mm in caliber 351 mm with a hood μ = 4.78 and feeding m = 18-20 mm into the deformation zone, cutting off the technological waste with a hot cutting saw, dressing pipe conversion using rolling heat on a six-roll straightening machine in two or three passes up to a curvature of not more than 6 mm per pipe length, cutting pipe processing into two pipes of equal length 338 × 28 × 5150-5600 mm, boring and turning of hot-rolled conversion pipes into billet pipes 325 × 15 × 5150-5600 mm, rolling of blanks 325 × 15 × 5150-5600 mm in size at CPT mills along routes 325 × 15 × 5150-5600 --- 273 × 12 × 7300-7950 --- 219 × 9 × 11700-12800 mm with relative wall compressions δ _2m = 20.0%, δ _3m = 25.0% and drawing coefficients μ _2m = 1.49 and μ _3m = 1.66, pipe cutting into two pipes of equal length 219 × 9 × 5850-6400 mm, rolling them into commodity pipes along the route 219 × 9 × 5850-6400 --- 159 × 7 × 10000-11000 mm with relative wall compression δ _4m = 22.2% and drawing coefficient μ _4m = 1.78.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что производят отливку слитков в вакуумно-дуговых печах, ковку слитков в поковки, обточку поковок в заготовки размером 500±5×1750±25 мм, сверление в заготовках центрального отверстия диаметром 90±5 мм, шоопирование Al₂O₃, нагрев в методических печах в муфелях до температуры 1140-1160°С, прошивку заготовок размером 500±5×90±5×1750±25 мм в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 300 мм с вытяжкой μ от 1,39 до 1,46 в гильзы размером 515×вн.315×2400-2590 мм, прокатку гильз на пилигримовом стане в передельные трубы размером 338×28×10300-11200 мм в калибре 351 мм с вытяжкой μ=4,78 и подачей в очаг деформации m=18-20 мм, отрезку от труб пилой горячей резки технологических отходов, правку передельных труб с использованием температуры прокатного нагрева на шестивалковой правильной машине в два-три прохода до кривизны не более 6 мм на длину трубы, резку передельных труб на две трубы равной длины 338×28×5150-5600 мм, расточку и обточку горячекатаных передельных труб в трубы-заготовки размером 325×15×5150-5600 мм, прокатку труб-заготовок размером 325×15×5150-5600 мм на станах ХПТ по маршрутам 325×15×5150-5600 --- 273×12×7300-7950 --- 219×9×11700-12800 мм с относительными обжатиями по стенке δ_2m=20,0%, δ_3m=25,0% и коэффициентами вытяжки μ_2m=1,49 и μ_3m=1,66, резку труб на две трубы равной длины 219×9×5850-6400 мм, прокатку их в товарные трубы по маршруту 219×9×5850-6400 --- 159×7×10000-11000 мм с относительным обжатием по стенке δ_4m=22,2% и коэффициентом вытяжки μ_4m=1,78.A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the claimed method differs from the known one in that the ingots are cast in vacuum arc furnaces, the ingots are forged into forgings, the forgings are turned into blanks with a size of 500 ± 5 × 1750 ± 25 mm, drilling in central hole blanks with a diameter of 90 ± 5 mm, shoping of Al ₂ O ₃ , heating in methodological furnaces in muffles to a temperature of 1140-1160 ° C, piercing of workpieces with a size of 500 ± 5 × 90 ± 5 × 1750 ± 25 mm in a cross-helical rolling mill on a mandrel with a diameter 300 mm with an extractor hood μ from 1.39 to 1.46 in sleeve sizes rum 515 × ext. 315 × 2400-2590 mm, rolling the sleeves on a pilgrim mill into conversion tubes of 338 × 28 × 10300-11200 mm in caliber 351 mm with a hood μ = 4.78 and feeding into the deformation zone m = 18-20 mm, the length of the pipe from the hot-cutting saw of technological waste, straightening the conversion pipes using the rolling heat on a six-roll straightening machine in two or three passes to a curvature of not more than 6 mm per pipe length, cutting the conversion pipes into two pipes of equal length 338 × 28 × 5150-5600 mm, boring and turning of hot-rolled conversion pipes into billets of 325 × 15 × 5150 size -5600 mm, rolling of billet pipes of 325 × 15 × 5150-5600 mm in size at CPT mills along the routes 325 × 15 × 5150-5600 --- 273 × 12 × 7300-7950 --- 219 × 9 × 11700-12800 mm with relative wall compressions δ _2m = 20.0%, δ _3m = 25.0% and drawing coefficients μ _2m = 1.49 and μ _3m = 1.66, cutting pipes into two pipes of equal length 219 × 9 × 5850- 6400 mm, rolling them into commodity pipes along the route 219 × 9 × 5850-6400 --- 159 × 7 × 10000-11000 mm with relative wall compression δ _4m = 22.2% and drawing coefficient μ _4m = 1.78.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию «изобретательский уровень».Thus, the claimed method meets the criterion of "inventive step".

Способ опробован на трубопрокатной установке 8-16" с пилигримовыми станами и станах ХПТ ОАО «Челябинский трубопрокатный завод». По предлагаемой технологии на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами прокатаны передельные трубы размером 338×28×10300-11000 мм под механическую обработку. В производство были заданы 6 заготовок из сплава ПТ-1М и 6 заготовок из сплава ПТ-7М. Данные по производству холоднокатаных труб размером 159×7 мм из титановых сплавов ПТ-1М и ПТ-7М на станах ХПТ 450 и ХПТ 250 из труб-заготовок размером 325×15×5150-5600 мм, полученных механической обработкой горячекатаных передельных труб размером 338×28×10300-11200 мм, прокатанных на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами из заготовок размером 500±5×90±5×1750±25 мм приведены в таблице 1. The method was tested on an 8-16 "pipe rolling mill with pilgrim mills and mills of KhPT of Chelyabinsk Pipe Rolling Plant OJSC. According to the proposed technology, conversion pipes 338 × 28 × 10,300–11,000 mm in size were machined for TPU 8-16" with pilgrim mills. 6 blanks from PT-1M alloy and 6 blanks from PT-7M alloy were set into production. Data on the production of cold-rolled pipes of size 159 × 7 mm from titanium alloys PT-1M and PT-7M at KhPT 450 and KhPT 250 mills from billets of 325 × 15 × 5150-5600 mm in size, obtained by machining of hot-rolled conversion pipes of 338 × 28 × 10300-11200 mm, rolled on 8-16 "TPU with pilgrim mills from billets of size 500 ± 5 × 90 ± 5 × 1750 ± 25 mm are shown in table 1.

Данные по производству холоднокатаных труб размером 159×7 мм из титановых сплавав ПТ-1М и ПТ-7М на станах ХПТ450 и ХПТ250 из труб-заготовок размером 325×15×5150-5450 мм, полученных из горячекатаных передельных труб размером 338×28×10300-11200 мм, прокатанных на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами из заготовок размером 500±5×90±5×1750±25 ммData on the production of cold-rolled pipes of size 159 × 7 mm from titanium alloys in PT-1M and PT-7M at KhPT450 and KhPT250 mills from billets of 325 × 15 × 5150-5450 mm in size, obtained from hot-rolled conversion pipes of 338 × 28 × 10300 -11200 mm, rolled on TPU 8-16 "with pilgrim mills from billets of size 500 ± 5 × 90 ± 5 × 1750 ± 25 mm

Заготовки были нагреты в муфелях до температуры 1150-1160°С, прошиты в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 300 мм в гильзы размером 515×вн.315×2410-2590 мм с вытяжками μ от 1,39 до 1,46 и прокатаны на пилигримовом стане в калибре 351 мм в передельные трубы размером 338×28×10300-11200 мм с коэффициентом вытяжки μ=7,78 и посадом по диаметру Δ=34,0%. От труб пилой горячей резки были удалены технологические отходы - пилигримовые головки и затравочные концы. Передельные трубы с температурой 500-550°С краном поданы на передаточную решетку, по которой переданы на входную сторону правильной машины. Трубы с температурой 300-3 50°С были выправлена за два-три прохода. Кривизна труб определялась визуально. После охлаждения труб максимальная кривизна труб составила от 5,5 до 6,0 мм. Трубы были порезаны на две трубы равной длины, а затем расточены и обточены в трубы-заготовки размером 325×15×5150-5600 мм. Трубы отправлены на ХПТ для переката по маршрутам 325×15×5300-5400 --- 273×10×9000-9200 мм с относительным обжатием по стенке δ_1m=33,5% и коэффициентом вытяжки μ_1m=1,77, 325×15×5150×5600 --- 273×12×7300-7950 --- 219×9×11700-12800 мм с относительными обжатиями по стенке δ_2m=20,0%, δ_3m=25,5% и коэффициентами вытяжки μ_2m=1,49, μ_3m=1,66, 325×15×5300-5450 --- 273×12×7500-7700 --- 219×9×12100-12400 мм с относительными обжатиями по стенке δ_2m=20,0%, δ_3m=25,5 и коэффициентами вытяжки μ_2m=1,49, μ_3m=1,66. Трубы размером 219×9×12100-12400 мм были порезаны на две трубы равной длины и перекатаны на стане ХПТ 250 в товарные трубы по маршруту 219×9×6050-6200 --- 159×7×10400-10600 мм с относительным обжатием по стенке δ_4m=22,2% и коэффициентом вытяжки μ_4m=1,78. Из двух заготовок сплава ПТ-1М размером 500×90×1775 и 500×85×1725 мм общей массой 3001 кг получено 36,4 м товарных труб размером 273×10 мм общей массой 1365 кг. Расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 2,199. Из двух заготовок сплава ПТ-1М размером 495×90×1725 и 500×90×1750 мм общей массой 2966 кг получено 48,0 м товарных труб размером 219×9 мм общей массой 1232 кг. Расходный коэффициент металла составил 2,407. Из двух заготовок размером 500×85×1725 и 505×95×1750 мм общей массой 3027 кг сплава ПТ-1М получено 84,0 м товарных труб размером 159×7 мм общей массой 1274 кг. Расходный коэффициент металла составил 2,376. Аналогичная картина получена и при производстве труб из сплава ПТ-7М. Из двух заготовок размером 495×95×1775 и 500×90×1750 мм общей массой 3001 кг получено 36,4 м товарных труб размером 273×10 мм общей массой 1365 кг. Расходный коэффициент металла составил 2,199. Из двух заготовок размером 495×90×1725 и 505×85×1775 мм общей массой 3025 кг получено 49,0 м товарных труб размером 219×9 мм общей массой 1259 кг. Расходный коэффициент металла составил 2,402. Из двух заготовок размером 500×85×1725 и 505×95×1750 мм общей массой 3027 кг получено 84,0 м товарных труб размером 159×7 мм общей массой 1274 кг. Расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 2,376. Так как данные трубы по предлагаемой технологии ранее не производились, то сравнительные данные не приводятся.The billets were heated in muffles to a temperature of 1150-1160 ° C, stitched in a cross-helical rolling mill on a mandrel with a diameter of 300 mm in sleeves measuring 515 × in. 315 × 2410-2590 mm with hoods μ from 1.39 to 1.46 and They were rolled on a pilgrim mill in a caliber of 351 mm into conversion tubes 338 × 28 × 10300-11200 mm in size with a drawing coefficient μ = 7.78 and a diameter fit Δ = 34.0%. Technological waste - pilgrim heads and seed ends were removed from the pipes with a hot cutting saw. Conveyor pipes with a temperature of 500-550 ° C are fed by crane to the transfer grill, through which they are transferred to the input side of the leveling machine. Pipes with a temperature of 300-3 50 ° C were straightened in two or three passes. The curvature of the pipes was determined visually. After cooling the pipes, the maximum curvature of the pipes ranged from 5.5 to 6.0 mm. The pipes were cut into two pipes of equal length, and then bored and turned into billet pipes measuring 325 × 15 × 5150-5600 mm. The pipes were sent to the KhPT for rolling along the routes 325 × 15 × 5300-5400 --- 273 × 10 × 9000-9200 mm with a relative wall compression of δ _1m = 33.5% and a drawing coefficient μ _1m = 1.77, 325 × 15 × 5150 × 5600 --- 273 × 12 × 7300-7950 --- 219 × 9 × 11700-12800 mm with relative wall compressions δ _2m = 20.0%, δ _3m = 25.5% and drawing coefficients μ _2m = 1.49, μ _3m = 1.66, 325 × 15 × 5300-5450 --- 273 × 12 × 7500-7700 --- 219 × 9 × 12100-12400 mm with relative wall compressions δ _2m = 20 , 0%, δ _3m = 25.5, and drawing coefficients μ _2m = 1.49, μ _3m = 1.66. Pipes with a size of 219 × 9 × 12100-12400 mm were cut into two pipes of equal length and rolled on the KhPT 250 mill into commodity pipes along the route 219 × 9 × 6050-6200 --- 159 × 7 × 10400-10600 mm with a relative compression of the wall δ _4m = 22.2% and the drawing coefficient μ _4m = 1.78. From two billets of the PT-1M alloy 500 × 90 × 1775 and 500 × 85 × 1725 mm in size with a total mass of 3001 kg, 36.4 m of 273 × 10 mm commodity pipes with a total weight of 1365 kg were obtained. The expenditure coefficient of the metal in the pipes of this batch amounted to 2,199. Out of two PT-1M alloy billets of size 495 × 90 × 1725 and 500 × 90 × 1750 mm with a total weight of 2966 kg, 48.0 m of commodity pipes with a size of 219 × 9 mm and a total weight of 1232 kg were obtained. The expenditure coefficient of the metal was 2.407. Of the two billets of 500 × 85 × 1725 and 505 × 95 × 1750 mm in size with a total weight of 3,027 kg of PT-1M alloy, 84.0 m of finished pipes of 159 × 7 mm in size with a total weight of 1,274 kg were obtained. The expenditure coefficient of the metal was 2,376. A similar picture was obtained in the production of pipes from PT-7M alloy. From two billets of 495 × 95 × 1775 and 500 × 90 × 1750 mm in size with a total weight of 3001 kg, 36.4 m of 273 × 10 mm commodity pipes with a total weight of 1365 kg were obtained. The expenditure coefficient of the metal amounted to 2,199. Out of two billets of 495 × 90 × 1725 and 505 × 85 × 1775 mm in total weight of 3025 kg, 49.0 m of 219 × 9 mm commodity pipes with a total weight of 1259 kg were obtained. The expenditure coefficient of the metal was 2.402. Of the two billets of 500 × 85 × 1725 and 505 × 95 × 1750 mm in size with a total weight of 3027 kg, 84.0 m of commodity pipes of 159 × 7 mm in size with a total weight of 1274 kg were obtained. The expenditure coefficient of the metal in the pipes of this batch amounted to 2,376. Since these pipes were not previously produced using the proposed technology, comparative data are not provided.

Использование предлагаемого способа производства холоднокатаных труб размером 159×7 мм из титановых сплавов ПТ-1М и ПТ-7М позволило впервые в мировой практике получить товарные трубы из заготовок размера 500±5×90±5×1750±25 мм, прокаткой их на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами в передельные горячекатаные трубы размером 338×28×10300-11200 мм, механической обработкой - расточкой и обточкой их в трубы-заготовки размером 325×15×5150-5600 мм и прокаткой на станах ХПТ 450 и ХПТ 250.Using the proposed method for the production of cold-rolled pipes of size 159 × 7 mm from titanium alloys PT-1M and PT-7M made it possible for the first time in world practice to obtain commodity pipes from billets of size 500 ± 5 × 90 ± 5 × 1750 ± 25 mm, rolling them to TPU 8 -16 "with pilgrim mills into hot-rolled chimneys measuring 338 × 28 × 10300-11200 mm, machining by boring and turning them into billets of 325 × 15 × 5150-5600 mm in size and rolling on HPT 450 and HPT 250 mills.

Claims

Method for the production of cold-rolled commodity pipes measuring 159 × 7 × 10000-11000 mm from titanium alloys PT-1M and PT-7M, including casting ingots in vacuum arc furnaces, forging ingots into forgings, turning of forgings into blanks of 500 ± 5 × 1750 ± 25 mm, drilling in billets of a central hole with a diameter of 90 ± 5 mm, shoping of Al ₂ O ₃ , heating in methodological furnaces in muffles to a temperature of 1140–1160 ° С, piercing of billets with a size of 500 ± 5 × 90 ± 5 × 1750 ± 25 mm in a cross-helical rolling mill on a mandrel with a diameter of 300 mm with an extraction coefficient μ from 1.39 to 1.46 in sleeves of size 515 ext. 315 × 2400–2590 mm, rolling the sleeves on a pilgrim mill in caliber 351 mm with an extractor μ = 4.78 and feeding m = 18–20 mm into the deformation zone, into conversion pipes measuring 338 × 28 × 10300-11200 mm, a segment of technological waste, dressing of conversion pipes using rolling temperature on a six-roll straightening machine in two or three passes to a curvature of not more than 6 mm per pipe length, cutting of conversion pipes into two pipes of equal length, boring and turning of hot-rolled conversion pipes into billet pipes 325 × 15 × 5150-5600 mm in size, rolling them at the HPT mills along routes 325 × 15 × 5150-5600 --- 273 × 12 × 7300-7950 --- 219 × 9 × 11700-12800 mm with relative wall compressions δ _2m = 20.0%, δ _3m = 25.0% and drawing coefficients μ _2m = 1.49 and μ _3m = 1.66, cutting pipes into two pipes of equal length 219 × 9 × 5850-6400 mm, rolling them into commodity pipes along the route 219 × 9 × 5850-6400 --- 159 × 7 × 10000-11000 mm with a relative wall compression of δ _4m = 22.2% and a drawing coefficient μ _4m = 1.78.